JP4399148B2

JP4399148B2 - Functional liquid filling method for ink jet head and functional liquid droplet ejection apparatus

Info

Publication number: JP4399148B2
Application number: JP2002201170A
Authority: JP
Inventors: 真一中村
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2002-07-10
Filing date: 2002-07-10
Publication date: 2010-01-13
Anticipated expiration: 2022-07-10
Also published as: JP2004045612A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のインクジェットヘッドに接合したキャップを介して機能液を吸引することにより、インクジェットヘッドのヘッド内流路に機能液を充填するインクジェットヘッドの機能液充填方法および機能液滴吐出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェットプリンタのインクジェットヘッド（機能液滴吐出ヘッド）は、微小なインク滴をドット状に精度良く吐出できることから、各種製品の製造分野への応用が期待されている。例えば、ヘッドユニットを相対的に移動させながら、ヘッドユニットに搭載した複数のインクジェットヘッドからインク滴を吐出させるインクジェットプリンタが知られている。このインクジェットプリンタでは、僅かな水頭圧でインクタンクからインクジェットヘッドにインクを供給し、インクジェットヘッドに組み込んだポンプ部の作動でインクを精度良く吐出できるようにしている。また、ヘッドユニットとは別にキャップユニットが設けられており、キャップユニットには複数のインクジェットヘッドに対応させて複数のキャップが設けられている。そして、複数のキャップには吸引ポンプが接続されており、各キャップをインクジェットヘッドに接合させて、インクジェットヘッドを吸引できるようになっている。
【０００３】
このようなインクジェットプリンタを応用して機能液滴吐出装置を構成し、機能液滴吐出ヘッドに特殊なインクや感光性の樹脂等の機能液を導入して、基板等のワークに対し機能液滴を精度良く吐出させることにより、液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置等を製造することが考えられている。ところで、機能液滴吐出装置の新設当初や機能液滴吐出装置に新たな機能液滴吐出ヘッドを導入する際などに行われる、機能液滴吐出ヘッドの機能液初期充填は、機能液滴吐出ヘッドに対応させて設けたキャップを機能液滴吐出ヘッドに接合させて吸引を行い、キャップを介して機能液滴吐出ヘッドを吸引することにより給液タンク内の機能液を吸引して、機能液滴吐出ヘッドのヘッド内流路に機能液を充填するものである。また、長期に亘り使用していなかった機能液滴吐出ヘッドを再び使用する場合においても、機能液初期充填の場合と同様にキャップを介して機能液滴吐出ヘッドを吸引して、ヘッド内流路に機能液を充填する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
複数の機能液滴吐出ヘッドを有する機能液滴吐出装置に機能液を充填する方法として、単一の吸引ポンプで各機能液滴吐出ヘッドを同時に吸引して行うことが考えられる。この場合、主に流路抵抗の相違から、各機能液滴吐出ヘッドに接続された供給管路毎に吸引圧力のばらつきが生じるため、機能液滴吐出ヘッド毎に機能液の充填にかかる所要時間が異なることがある。しかし、単一の吸引ポンプで機能液の吸引を行うために、全ての機能液滴吐出ヘッドに機能液が充填された後に吸引を停止させなければならず、機能液滴吐出ヘッド毎に機能液の充填の所要時間が異なる場合には、最も長く所要時間を要する機能液滴吐出ヘッドに吸引時間を合わせることとなる。かかる場合、機能液を充填するまでの所要時間が短い機能液滴吐出ヘッドからは機能液が無駄に排出され、機能液を大量に消費するという問題が生じる。
【０００５】
そこで、本発明は、複数のインクジェットヘッドに機能液を充填する際において無駄に排出される機能液量を削減すると共に、適切に機能液を充填することができるインクジェットヘッドの機能液充填方法および機能液滴吐出装置を提供することをその課題としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、供給管路によって機能液供給手段に接続された複数のインクジェットヘッドに対し、複数の吸引管路から吸引用合流管路を経て吸引手段に接続された複数のキャップをそれぞれ接合させて、各インクジェットヘッドの各ヘッド内流路に機能液を充填するインクジェットヘッドの機能液充填方法であって、吸引手段を吸引動作させ、複数のキャップを介して各インクジェットヘッドを吸引することにより、機能液供給手段から機能液を吸引する吸引工程と、吸引工程により、インクジェットヘッドを経て機能液が達したキャップ順に、当該キャップに接続された吸引管路を閉塞する吸引管路閉塞工程と、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の機能液滴吐出装置は、供給管路によって機能液供給手段に接続された複数のインクジェットヘッドに対し、複数の吸引管路から吸引用合流管路を経て吸引手段に接続された複数のキャップをそれぞれ接合させ、機能液供給手段の機能液を吸引することにより、各インクジェットヘッドの各ヘッド内流路に機能液を充填する機能液滴吐出装置であって、機能液がキャップに達したことをキャップ毎に検出する検出手段と、複数の吸引管路をそれぞれ閉塞する吸引管路閉塞手段と、吸引手段、検出手段および吸引管路閉塞手段の制御を行う制御手段と、を備え、制御手段は、検出に基づいて、機能液が達したキャップ順に当該キャップに接続された吸引管路を閉塞させることを特徴とする。
【０００８】
これらの構成によれば、吸引工程により各キャップを介して機能液を機能液供給手段から吸引することで、機能液をインクジェットヘッドのヘッド内流路に充填することができる。そして、吸引管路閉塞工程において、インクジェットヘッドを経て、吸引された機能液が達したキャップ順に当該キャップに接続された吸引管路を（吸引管路閉塞手段で）閉塞するので、機能液が達したキャップからの吸引が続行されない。機能液は、インクジェットヘッドのヘッド内流路が機能液で充填されてからキャップに達するので、機能液が達したキャップに接続された吸引管路を閉塞すれば、ヘッド内流路に機能液を満たしたインクジェットヘッドから引き続き機能液が吸引されることがなく、機能液を無駄に排出することがない。
【０００９】
この場合、各インクジェットヘッドは、供給管路の各分岐供給管路に接続されており、吸引管路閉塞工程において機能液が達したキャップに接続されている吸引管路を閉塞した直後に、当該キャップを接合させたインクジェットヘッドに接続された分岐供給管路を閉塞する供給管路閉塞工程をさらに備えることが好ましい。
【００１０】
また、各インクジェットヘッドは供給管路の各分岐供給管路に接続され、かつ各分岐供給管路を閉塞する供給管路閉塞手段をさらに備え、制御手段は、供給管路閉塞手段を制御して、吸引管路が閉塞された直後に、当該吸引管路に接続されたキャップを接合させたインクジェットヘッドに接続された分岐供給管路を閉塞することが好ましい。
【００１１】
これらの構成によれば、供給管路閉塞工程において、機能液が達したキャップに接続されている吸引管路を閉塞した直後に、当該キャップと接合するインクジェットヘッドに接続された供給管路を（供給管路閉塞手段で）閉塞するので、吸引が行われているインクジェットヘッドを介して、機能液の充填を終えたインクジェットヘッドのヘッド内流路から機能液が吸引されることがない。したがって、機能液が達したキャップ順に当該キャップに接続された吸引管路を閉塞しても、全てのインクジェットヘッドに適切に機能液を充填することができる。
【００１２】
これらの場合、吸引管路の閉塞数に応じて、吸引手段による機能液の吸引流量を減少させる吸引流量制御工程をさらに備えることが好ましい。
【００１３】
また、制御手段は、吸引管路の閉塞数に応じて、吸引手段による機能液の吸引流量を減少させることが好ましい。
【００１４】
これらの構成によれば、吸引管路の閉塞数に応じて、吸引手段による機能液の吸引流量を減少させることで、吸引管路の閉塞によって高まる吸引管路および供給管路の吸引圧力を軽減させることができる。すなわち、複数のインクジェットヘッドに対し、ほぼ同一の圧力条件で機能液を充填することができる。
【００１５】
これらの場合、吸引管路閉塞工程を経て、全キャップに対応する全吸引管路が閉塞された直後に、吸引手段による吸引動作を停止する停止工程を備えることが好ましい。
【００１６】
この構成によれば、停止工程により、全吸引管路が閉塞された直後に吸引手段による吸引動作が停止するので、全吸引管路を閉塞したときに吸引動作を行うことによって受ける吸引手段の負荷を極力軽減することができる。
【００１７】
これらの場合、停止工程の後、全吸引管路を開放すると共に全キャップを大気開放し、かつ吸引手段を再駆動するキャップ保守工程をさらに備えることが好ましい。
【００１８】
この構成によれば、全吸引管路を開放すると共に全キャップを大気開放しているので、吸引管路の負圧を開放することができる。そして、全キャップを大気開放し、吸引手段を再駆動しているので、機能液が充填されたインクジェットヘッドのヘッド内流路から機能液を吸引することなく、キャップに残留する機能液のみを吸引して排出することができ、キャップを適切な状態に保つことができる。
【００１９】
これらの場合、吸引手段は、ピストンポンプで構成されていることが好ましい。
【００２０】
この構成によれば、吸引手段をピストンポンプで構成しているので、吸引合流管路と接続され、吸引手段を構成するチューブをローラで押し潰すことで吸引動作を行うローラポンプで吸引手段を構成する場合と比べてチューブの損傷が少なく、吸引手段のチューブ交換の頻度を低減することができるので、装置のメンテナンス性を向上させることができる。
【００４０】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。本実施形態は、いわゆるフラットディスプレイの一種である有機ＥＬ装置の製造ラインに本発明の液滴吐出装置を組み込んだものであり、複数のインクジェットヘッドである機能液滴吐出ヘッドに発光材料等の機能液を導入して、有機ＥＬ装置の発光素子を構成する各画素の正孔注入／輸送層およびＲ・Ｇ・Ｂの各色発光層を形成するものである。
【００４１】
ここでは、まず有機ＥＬ装置の構造およびその製造方法を簡単に説明し、次に製造ラインに組み込まれた機能液滴吐出装置とその周辺設備とからなる有機ＥＬ装置の製造装置について説明する。
【００４２】
図１は、有機ＥＬ装置の断面図を示した図である。図１に示すように、有機ＥＬ装置３０１は、基板３１１、回路素子部３２１、画素電極３３１、バンク部３４１、発光素子３５１、陰極３６１（対向電極）、および封止用基板３７１から構成された有機ＥＬ素子３０２に、フレキシブル基板（図示省略）の配線および駆動ＩＣ（図示省略）を接続したものである。回路素子部３２１は基板３１１上に形成され、複数の画素電極３３１が回路素子部３２１上に整列している。そして、各画素電極３３１間にはバンク部３４１が格子状に形成されており、バンク部３４１により生じた凹部開口３４４に、発光素子３５１が形成されている。陰極３６１は、バンク部３４１および発光素子３５１の上部全面に形成され、陰極３６１の上には、封止用基板３７１が積層されている。
【００４３】
有機ＥＬ素子を含む有機ＥＬ装置３０１の製造プロセスは、バンク部３４１を形成するバンク部形成工程と、発光素子３５１を適切に形成するためのプラズマ処理工程と、発光素子３５１を形成する発光素子形成工程と、陰極３６１を形成する対向電極形成工程と、封止用基板３７１を陰極３６１上に積層して封止する封止工程とを備えている。
【００４４】
図２は、バンク部３４１を形成した基板３１１の断面図である。図１および図２に示すように、バンク部形成工程は、基板３１１に予め形成した回路素子部３２１上および画素電極３３１上の所定の位置に、無機物バンク層３４２と有機物バンク層３４３とからなるバンク部３４１を形成すると共に凹部開口３４４を形成するもので、バンク部３４１は、凹部開口３４４の位置が画素電極３３１の電極面３３２の形成位置に対応するように形成される。
【００４５】
ここでは、まず無機物バンク層３４２となるＳｉＯ₂、ＴｉＯ₂等の無機物膜をＣＶＤ法、コート法等により形成した後、エッチング等によりパターニングして無機物バンク層３４２を形成し、次にフォトリソグラフィー法等によりエッチングして有機物バンク層３４３を形成する。なお、凹部開口３４４は、無機物バンク層３４２による下部開口３４６と有機物バンク層３４３による上部開口３４５から構成されており、下部開口３４６が上部開口３４５よりも狭くなるように無機物バンク層３４２および有機物バンク層３４３を形成することが好ましい。また、無機物バンク層３４２は、発光層３５３（後述する）の発光領域を制御可能とするために、画素電極３３１の周縁部と重なるように形成する。
【００４６】
プラズマ処理工程は、凹部開口３４４に発光素子３５１を適切に形成するためになされるもので、画素電極３３１の表面に親液性の親液膜を形成する親液化工程を行った後、バンク部３４１の表面に撥液性の撥液膜を形成する撥液化工程を行う。これらの工程は、大気雰囲気中でなされ、親液化工程は酸素を処理ガスとするＯ₂プラズマ処理を行い、撥液化工程では４フッ化炭素を処理ガスとするＣＦ₄プラズマ処理を行う。
【００４７】
図１に示すように、発光素子形成工程は、凹部開口３４４、すなわち画素電極３３１上に正孔注入／輸送層３５２および発光層３５３を形成することにより発光素子３５１を形成するもので、正孔注入／輸送層形成工程と発光層形成工程とを具備している。そして、正孔注入／輸送層形成工程は、正孔注入／輸送層３５２を形成するための第１組成物（機能液）を各画素電極３３１上に吐出する第１液滴吐出工程と、吐出された第１組成物を乾燥させて正孔注入／輸送層３５２を形成する第１乾燥工程とを有し、発光層形成工程は、発光層３５３を形成するための第２組成物（機能液）を正孔注入／輸送層３５２の上に吐出する第２液滴吐出工程と、吐出された第２組成物を乾燥させて発光層３５３を形成する第２乾燥工程とを有している。
【００４８】
第１液滴吐出工程では、液滴吐出法により、正孔注入／輸送層形成材料を含む第１組成物を電極面３３２上に吐出する。吐出された第１組成物滴は、親液化処理された電極面３３２に広がり、さらに凹部開口３４４内に満たされる。なお、ここで用いる第１組成物としては、例えば、ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）等のポリチオフェン誘導体とポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）等の混合物を極性溶媒に溶解させた溶液が挙げられる。極性溶媒としては、例えば、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）、ｎ−ブタノール、γ−ブチロラクトン、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン（ＤＭＩ）およびその誘導体、カルビトールアセテートおよびブチルカルビトールアセテート等のグリコールエーテル類等を用いることができる。
【００４９】
第１乾燥工程では、吐出された第１組成物を乾燥処理（熱処理）して、第１組成物に含まれる極性溶媒を蒸発させ、電極面３３２上に正孔注入／輸送層３５２を形成する。乾燥処理を行うと、主に無機物バンク層３４２および有機物バンク層３４３に近いところで第１組成物滴に含まれる極性溶媒の蒸発が起こり、極性溶媒の蒸発に併せて正孔注入／輸送層形成材料が濃縮されて析出する。そして、電極面３３２上での極性溶媒の蒸発速度は略均一であるため、電極面３３２上の極性溶媒が蒸発すると、電極面３３２上に正孔注入／輸送層の形成材料からなる均一な厚さの正孔注入／輸送層３５２が形成される。
【００５０】
第２液滴吐出工程では、液滴吐出法により、発光層形成材料を含む第２組成物を正孔注入／輸送層３５２上に吐出する。吐出された第２組成物滴は、正孔注入／輸送層３５２上に広がって、凹部開口３４４内に満たされる。この第２液滴吐出工程では、形成した正孔注入／輸送層３５２の溶解を防止するため、第２組成物の溶媒は正孔注入／輸送層３５２に対して不溶な非極性溶媒を用いる。具体的には、シクロヘキシルベンゼン、ジハイドロベンゼンフラン、トリメチルベンゼン、テトラメチルベンゼン等を第２組成物の溶媒として用いることができる。また、発光層形成材料としては、ポリフルオレン系高分子誘導体、（ポリ）パラフェニレンビニレン誘導体、ペリレン系色素、クマリン系色素、ローダミン系色素，あるいは上記高分子に有機ＥＬ材料をドープして用いることができる。例えば、ルブレン、ペリレン、９，１０−ジフェニルアントラセン、テトラフェニル、ブタジエン、ナイルレッド、クマリン６、キナクリドン等をドープすることにより用いることができる。
【００５１】
第２乾燥工程では、吐出された第２組成物に乾燥処理（熱処理）を施して、第２組成物に含まれる非極性溶媒を蒸発させて、正孔注入／輸送層３５２上に発光層３５３を形成する。
【００５２】
なお、発光層３５３を１色ずつ順に形成するために、第２液滴吐出工程および発光層形成工程は繰り返し行われる。例えば、まず青色（Ｂ）の発光層３５３を形成する第２組成物を用いて第２液滴吐出工程および発光層形成工程を行い、青色（Ｂ）の発光層３５３を形成する。同様に、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）と順に発光層３５３を形成する。ただし、発光層３５３を形成する順序は上記のものに限られるものではなく、発光層形成材料に応じて形成する色の順序を決めてもよい。
【００５３】
また、正孔注入／輸送層３５２は、非極性溶媒に対する親和性が低いため、正孔注入／輸送層３５２上に溶媒として非極性溶媒を用いた第２組成物を吐出しても、正孔注入／輸送層３５２と発光層３５３とを密着させることができない虞や、発光層３５３を均一に塗布できない虞がある。そこで、本実施形態の製造プロセスにおいては、正孔注入／輸送層３５２上に発光層３５３を形成する前、すなわち第２液滴吐出工程の前に、正孔注入／輸送層３５２の表面における非極性溶媒および発光層形成材料に対する親和性を高める表面改質工程を行っている。表面改質工程では、表面改質用溶媒として、第２組成物に用いた非極性溶媒と同一溶媒またはこれに類する溶媒を用い、液滴吐出法、スピンコート法またはディップ法により表面改質用溶媒を正孔注入／輸送層３５２上に塗布した後、これを乾燥させる。
【００５４】
対向電極形成工程は、発光層３５３および有機物バンク層３４３の全面に陰極３６１（対向電極）を形成するものである（図１参照）。なお、陰極３６１は、複数の材料を積層して形成してもよい。この場合、上部側（封止側）を下部側よりも仕事関数が高くすることが好ましい。
【００５５】
封止工程は、窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガス雰囲気中で、陰極３６１上に封止用基板３７１を積層するものである。そして、これらの工程を経て得た有機ＥＬ素子３０２の陰極３６１をフレキシブル基板の配線に接続すると共に、駆動ＩＣに回路素子部３２１の配線を接続することにより、本実施形態の有機ＥＬ装置３０１が得られる。
【００５６】
なお、上記した画素電極３３１や、プラズマ処理工程で形成される親液膜および撥液膜、対向電極形成工程で形成される陰極３６１等においても、それぞれに対応する液体材料を用いて、液滴吐出法で形成するようにしてもよい。
【００５７】
次に、有機ＥＬ装置の製造装置について説明する。この有機ＥＬ装置の製造装置では、上述した有機ＥＬ装置の製造プロセスにおいて液滴吐出法が行われる工程、すなわち、発光素子形成工程（正孔注入／輸送層形成工程および発光層形成工程）と、表面改質工程とに対応して、機能液滴吐出ヘッドに機能材料を含有させた機能液を吐出させながらこれを走査する機能液滴吐出装置が用いられている。
【００５８】
正孔注入／輸送層形成工程を行う正孔注入層形成設備Ａ、発光層を形成する発光層形成設備Ｂおよび表面改質工程を行う表面改質設備Ｃには、設備毎に機能液を導入する機能液滴吐出ヘッド５１を搭載した機能液滴吐出装置１と、乾燥装置３と、基板搬送装置２と、これらを収容するチャンバ装置４がそれぞれ設けられている。なお、発光層形成設備Ｂにおいては、図３に示すように、色別（Ｒ・Ｇ・Ｂ）に３組の各装置が備えられている。
【００５９】
有機ＥＬ装置の製造装置で用いられる各設備の乾燥装置３および基板搬送装置２は同一構造を有しており、各設備の機能液滴吐出装置１は、機能液滴吐出ヘッド５１に導入する機能液が異なるのみで同一構造を有している。そこで、図３に示す発光層形成設備ＢのＢ色の発光層を形成する各装置を例に、各装置構成における一連の流れについて説明する。
【００６０】
まず、図外の装置により上記のバンク部形成工程およびプラズマ処理工程を経た基板Ｗが、図３の左端に位置する基板移載装置５から基板搬送装置２に搬送される。次に、基板Ｗは、基板搬送装置２で方向および姿勢転換されて機能液滴吐出装置１に搬送され、機能液滴吐出装置１にセットされる。そして、チャンバ装置４内の不活性ガスの雰囲気中で第２液滴吐出工程が行われ、機能液滴吐出装置１は、その機能液滴吐出ヘッド５１により、基板の多数の画素領域（凹部開口３４４）にＢ色の発光材料（液滴）を含む機能液を吐出する。
【００６１】
発光材料が塗着した基板Ｗは、機能液滴吐出装置１から基板搬送装置２に受け渡され、乾燥装置３に導入される。乾燥装置３では、基板を所定時間、高温の不活性ガスの雰囲気に曝して、発光材料中の溶剤を気化させる（第２乾燥工程）。そして再度、基板Ｗを機能液滴吐出装置１に導入して、第２液滴吐出工程を行う。すなわち、第２液滴吐出工程と第２乾燥工程とを複数回繰り返し、発光層３５３が所望の膜厚になったところで、Ｒ色の発光層３５３を形成すべく基板Ｗは基板搬送装置２により搬送され、Ｒ色の発光層３５３が所望の膜厚まで形成されると、Ｇ色の発光層３５３を形成すべく搬送される。なお、Ｒ・Ｇ・Ｂの各色発光層３５３の形成のための作業順は任意である。また、本実施形態においては、発光層３５３を形成するために第２液滴吐出工程と第２乾燥工程を繰り返し行っているが、これらの工程を１回で行うようにしてもよい。
【００６２】
以上を前提として、ここからは本願発明の主要部を構成する機能液滴吐出装置について説明する。図４は機能液滴吐出装置の斜視図、図５は機能液滴吐出装置の正面図、図６は機能液滴吐出装置の側面図である。機能液滴吐出装置１は、正孔注入／輸送層３５２や発光層３５３等を形成するために、機能液滴吐出装置１にセットされた基板Ｗの所定位置に、正孔注入層材料や発光層材料等の機能材料を含む機能液を吐出するものである。
【００６３】
図４ないし図６に示すように、機能液滴吐出装置１は、機能液を吐出する機能液滴吐出ヘッド５１を有して機能液を吐出するための吐出装置１１と、吐出装置１１に対して一体的に添設する付帯装置１２とで構成されている。そして、付帯装置１２には、図４ないし図６に示すように、吐出装置１１に機能液を供給すると共に不要となった機能液を回収する液体供給回収手段１０２と、各構成部品への駆動・制御用当の圧縮エアーを供給するエアー供給手段１０３と、吐出装置１１の機能液滴吐出ヘッド５１のメンテナンスに供するメンテナンス手段１０１と、吐出装置１１および付帯装置１２の各手段を制御する制御手段１０４とが設けられている。
【００６４】
図４および図５に示すように、吐出装置１１は、アングル材を方形に組んで構成された架台２１と、架台２１の下部に分散配置した複数（９個）のアジャストボルト付き支持脚を有している。架台２１の上部には、固定部材によって石定盤２４が固定されている。石定盤２４は、基板Ｗおよび機能液滴吐出ヘッド５１を精度良く移動させるＸ・Ｙ移動機構８１（後述する）に、周囲の環境条件や振動等により精度（特に平面度）上の狂いが生じないように支持するものであり、平面視長方形の中実の石材で構成されている。
【００６５】
図４および図６に示すように、付帯装置１２は、隔壁を介して大小の２つの収容室３３、３４を形成したキャビネット形式の機台本体３２、機台本体３２上に設けた移動テーブル３５、移動テーブル３５上に固定した共通ベース３６、および機台本体３２上の移動テーブル３５から外れた端位置に設けたタンクベース３７からなる共通機台３１に各手段が設けられている。そして、共通ベース３６にはメンテナンス手段１０１が載置され、タンクベース３７には液体供給回収手段１０２の後述する給液タンク２０４が載置されており、機台本体３２の小さいほうの収容室３４にはエアー供給手段１０３の主要部が収容され、大きいほうの収容室３３には液体供給回収手段１０２のタンク類が収容されている。
【００６６】
機台本体３２の下面には、アジャストボルト付きの６つの支持脚と４つのキャスタが設けられており、吐出装置１１側には、吐出装置１１の架台２１と連結するための一対の連結ブラケット３８が設けられている。これにより、吐出装置１１と付帯装置１２（共通機台３１）とが一体化され、且つ必要に応じて付帯装置１２を分離し、移動できるようになっている。
【００６７】
またこの他にも、図示は省略したが、基板Ｗの位置を認識する基板認識カメラや、吐出装置１１のヘッドユニット４１（後述する）の位置確認を行うヘッド認識カメラ、各種インジケータ等の付帯装置が設けられており、これらも制御手段１０４によりコントロールされている。
【００６８】
ここで、機能液滴吐出装置１の一連の動作を簡単に説明する。まず、機能液を吐出する前の準備として、ヘッド認識カメラによるヘッドユニット４１の位置補正が行われた後、基板認識カメラによる基板Ｗの位置補正がなされる。次に、基板Ｗを主走査方向（Ｘ軸方向）に往復動させると共に複数の機能液滴吐出ヘッド５１を駆動させて、基板Ｗに対する機能液滴の選択的な吐出動作が行われる。そして、基板Ｗを復動させた後、ヘッドユニット４１を副走査方向（Ｙ軸方向）に移動させ、再度基板Ｗの主走査方向への往復移動と機能液滴吐出ヘッド５１の駆動が行われる。なお、本実施形態では、ヘッドユニット４１に対して、基板Ｗを主走査方向に移動させるようにしているが、ヘッドユニット４１を主走査方向に移動させる構成であってもよい。また、ヘッドユニット４１を固定とし、基板Ｗを主走査方向および副走査方向に移動させる構成であってもよい。
【００６９】
次に、本願発明と特に関連する吐出装置１１および付帯装置１２のメンテナンス手段１０１、液体供給回収手段１０２、および制御手段１０４について順に説明する。吐出装置１１は、基板Ｗの所定位置に機能液滴を吐出するもので、図４ないし図６に示すように、複数の機能液滴吐出ヘッド５１を搭載したヘッドユニット４１と、ヘッドユニット４１を支持するメインキャリッジ７１と、石定盤２４に支持されて、基板Ｗを主走査させると共にメインキャリッジ７１を介してヘッドユニット４１を副走査させるＸ・Ｙ移動機構８１とを備えている。
【００７０】
図７はヘッドユニット４１を上側から見た図であり、図８はヘッドユニット４１の断面図である。図７および図８に示すように、ヘッドユニット４１は、サブキャリッジ４２、サブキャリッジ４２から下方に後述のノズル形成面５３を突出させた複数個（１２個）の機能液滴吐出ヘッド５１、および各機能液滴吐出ヘッド５１をサブキャリッジ４２に個々に取り付けるための複数個（１２個）のヘッド保持部材６１から構成されている。図７に示すように、１２個の機能液滴吐出ヘッド５１は６個ずつに二分され、基板Ｗに対して機能液の十分な塗付密度を確保するために所定角度傾けて配設されている。また、各６個の機能液滴吐出ヘッド５１は、副走査方向に対して相互に位置ずれして配設され、１２個の機能液滴吐出ヘッド５１の全吐出ノズル５９（後述する）が副走査方向において連続（一部重複）するようになっている。なお、基板Ｗに対し機能液滴吐出ヘッド５１を専用部品とすれば、機能液滴吐出ヘッド５１をあえて傾けてセットする必要はない。
【００７１】
サブキャリッジ４２には、各機能液滴吐出ヘッド５１と後述する液体供給回収手段１０２の給液タンク２０４を配管接続するための配管ジョイント４３が設けられており、配管ジョイント４３には、一端に各機能液滴吐出ヘッド５１と接続した配管アダプタ４５からのヘッド側配管部材を接続し、もう一端には給液タンク２０４からの装置側配管部材を接続するための１２個のソケット４４が設けられている。また、サブキャリッジ４２は、ヘッド認識カメラで認識されて、ヘッドユニット４１の位置決めをする際の基準と成る一対の基準ピン４６を有している。
【００７２】
図９(ａ)は機能液滴吐出ヘッドの斜視図、図９（ｂ）は機能液滴吐出ヘッド周辺の断面図である。図９に示すように、機能液滴吐出ヘッド５１は、いわゆる２連のものであり、ヘッド基板５２に、配管アダプタ４５と接続する２連の接続針５４を有する機能液導入部５３と、２連のポンプ部５６と２列の吐出ノズル５９列が形成されたノズル形成面５８を有するノズル形成プレート５７とから構成されるヘッド本体５０とが設けられている。ヘッド本体５５内部には、機能液で満たされるヘッド内流路が形成されており、ポンプ部５６の作用により、吐出ノズル５９から機能液滴を吐出する。
【００７３】
メインキャリッジ７１は、ヘッドユニット４１を遊嵌するための方形の開口を有しており、ヘッドユニット４１を位置決め固定するようになっている。そして、メインキャリッジ７１には、基板Ｗを認識するための基板認識カメラが配設されている。
【００７４】
Ｘ・Ｙ移動機構８１は、石定盤２４の長辺に沿う中心線に軸線を合致させて固定されたＸ軸テーブル８２と、石定盤２４の短辺に沿う中心線に軸線を合致させたＹ軸テーブル９１とを有している。
【００７５】
Ｘ軸テーブル８２は、基板Ｗをエアー吸引により吸着セットする吸着テーブル８３と、吸着テーブル８３を支持するθテーブル８４と、θテーブル８４をＸ軸方向にスライド自在に支持するＸ軸エアースライダ８５と、θテーブル８４を介して吸着テーブル８３上の基板ＷをＸ軸方向に移動させるＸ軸リニアモータ(図示省略)と、Ｘ軸エアースライダ８５に併設したＸ軸リニアスケール８７とで構成されている。機能液滴吐出ヘッド５１の主走査は、Ｘ軸リニアモータの駆動により、基板Ｗを吸着した吸着テーブル８３およびθテーブル８４が、Ｘ軸エアースライダ８５を案内にしてＸ軸方向に往復移動することにより行われる。
【００７６】
Ｙ軸テーブル９１は、メインキャリッジ７１を吊設するブリッジプレート９２と、ブリッジプレート９２を両持ちで且つＹ軸方向にスライド自在に支持する一対のＹ軸スライダ９３と、Ｙ軸スライダ９３に併設したＹ軸リニアスケール９４と、一対のＹ軸スライダ９３を案内してブリッジプレート９２をＹ軸方向に移動させるＹ軸ボールねじ９５と、Ｙ軸ボールねじ９５を正逆回転させるＹ軸モータ(図示省略)とを備えている。Ｙ軸モータはサーボモータで構成されており、Ｙ軸モータが正逆回転すると、Ｙ軸ボールねじ９５を介してこれに螺合しているブリッジプレート９２が一対のＹ軸スライダ９３を案内にしてＹ軸方向に移動する。すなわち、ブリッジプレート９２の移動に伴い、メインキャリッジ７１（ヘッドユニット４１）がＹ軸方向の往復移動を行い、機能液滴吐出ヘッド５１の副走査が行われる。
【００７７】
次に、付帯装置１２のメンテナンス手段１０１について説明する。メンテナンス手段１０１は、機能液滴吐出ヘッド５１を保守して、機能液滴吐出ヘッド５１が適切に機能液を吐出できるようにするもので、クリーニングユニット１１１、ワイピングユニット１８１、およびフラッシングユニット１９１を備えている。
【００７８】
図１０は、クリーニングユニットの斜視図、図１１は、クリーニングユニットの断面図である。また、図１５は、機能液滴吐出ヘッド５１、これに接続される機能液供給系２０１、およびクリーニングユニット１１１を模式的に示した図である。クリーニングユニット１１１は、機能液滴吐出ヘッド５１を吸引するためのもので、ヘッドユニット４１（の機能液滴吐出ヘッド５１）に機能液の充填を行う（後述する）場合や、機能液滴吐出ヘッド５１のクリーニングを行う場合に用いられる。そして、図１０、図１１および図１５に示すように、クリーニングユニット１１１は、１２個のキャップ１１３を有するキャップユニット１１２と、キャップ１１３を介して吸引を行う吸引ポンプ１４１と、各キャップ１１３と吸引ポンプ１４１を接続する吸引用チューブユニット１７１と、キャップユニット１１２を支持する支持部材１５１と、支持部材１５１を介してキャップユニット１１２を昇降させる昇降機構１６１とを有している。
【００７９】
吸引用チューブユニット１７１は、各キャップ１１３と吸引ポンプ１４１を配管接続するもので、吸引チューブ１７２（吸引用合流管路）と、複数（１２本）の吸引分岐チューブ（吸引管路）１７４と、吸引チューブ１７２と吸引分岐チューブ１７４とを接続するためのヘッダパイプ１７３とから構成されている。そして、図１５に示すように、各吸引分岐チューブ１７４には、キャップ１１３側から順に、液体センサ１７５、圧力センサ１７６、および吸引用バルブ１７７が設けられている。
【００８０】
なお、液体センサ１７５は、機能液を検出するためのもので、液体センサ１７５を機能液が通過して液体センサ１７５が機能液を検出すると、機能液検出信号が制御手段１０４に送られる。また、圧力センサ１７６は、分岐吸引チューブ１７４内における圧力を検知するもので、吸引ポンプ１４１の駆動を制御したり、装置内の圧力異常を検知して報知する際に用いられる。吸引用バルブ１７７は、分岐吸引チューブ１７４を閉塞するためのもので、ソレノイドバルブで構成され、制御手段１０４によって電気的に制御されている。
【００８１】
図１０に示すように、キャップユニット１１２は、ヘッドユニット４１に搭載された１２個の機能液滴吐出ヘッド５１に対応させて、１２個のキャップ１１３をキャップベース１１４に配設したものであり、各キャップ１１３を対応する各機能液滴吐出ヘッド５１に接合させることができるようになっている。各キャップ１１３は、吸引ポンプ１４１に接続された吸引チューブ１７２をヘッダパイプ１７３を介して１２本に分岐させた吸引分岐チューブ１７４と接続されている(図１１参照)。
【００８２】
図１２に示すように、キャップ１１３は、キャップ本体１２１とキャップホルダ１２７とから成り、キャップ本体１２１は、２つのばね１２８で上方に付勢され、且つわずかに上下動可能な状態でキャップホルダ１２７に保持されている。キャップ本体１２１の上面には、機能液滴吐出ヘッド５１の２列の吐出ノズル５９群を包含する凹部１２２が形成され、凹部１２２の周縁部にはシールパッキン１２３が取り付けられている。そして、凹部１２２の底部には、吸収材１２４が押え枠１２５により押し付けられた状態で敷設されている。機能液滴吐出ヘッド５１を吸引する際には、機能液滴吐出ヘッド５１のノズル形成面５８にシールパッキン１２３を押し付けて、２列の吐出ノズル５９列を包含するようにノズル形成面５８を封止する。また、凹部１２２の底部には小孔１２６が形成されており、この小孔１２６が吸引用の各吸引分岐チューブ１７４が接続されるＬ字継ぎ手に連通している。
【００８３】
さらに、各キャップ１１３には、大気開放弁１３１が設けられており、凹部１２２の底面側で大気開放できるようになっている。大気開放弁１３１はばね１３２で上方の閉じ側に付勢されており、機能液の吸引動作の最終段階で、大気開放弁１３１を引き下げて開弁することにより吸収材１２４に含浸されている機能液も吸引できるようにしている。そして、大気開放弁１３１は、後述する一対のエアーシリンダ１５６により操作プレート１５７を介して開閉される。
【００８４】
吸引ポンプ１４１は、各キャップ１１３を介して機能液滴吐出ヘッド５１に吸引力を作用させるもので、ピストンポンプで構成されている。ピストンポンプは、ローラポンプで構成した場合に比べて、吸引ポンプ１４１内において吸引通路を形成するポンプチューブの損傷が抑えられるため、ポンプチューブの損傷または切断のために必要となるチューブ交換の頻度を削減することができ、吸引ポンプ１４１のメンテナンス作業を大幅に削減することができる。
【００８５】
支持部材１５１は、上端にキャップユニット１１２を支持する支持プレート１５３を有する支持部材本体１５２と、支持部材本体１５２を上下方向にスライド自在に支持するスタンド１５４とを備えている。支持プレート１５３の長手方向の両側下面には、一対のエアーシリンダ１５６が固定されており、この一対のエアーシリンダ１５６で昇降させる操作プレート１５７を設けて、操作プレート１５７上に各キャップ１１３の大気開放弁１３１の操作部１３３に係合するフック１５８を取り付けている。大気開放弁１３１は、操作プレート１５７を介して一対のエアーシリンダ１５６により開閉される。
【００８６】
昇降機構１６１は、エアーシリンダからなる２つの昇降シリンダ、すなわちスタンド１５４のベース部１５５に立設した下段の昇降シリンダ１６２と、昇降する支持プレート１５３上に立設した上段の昇降シリンダ１６３とを備えており、支持プレート１５３上に上段の昇降シリンダ１６３のピストンロッドが連結されている。両昇降シリンダ１６２、１６３のストロークは互いに異なっており、両昇降シリンダ１６２、１６３の選択作動でキャップユニット１１２の上昇位置を比較的高い第１位置と比較的低い第２位置とに切換え自在としている。
【００８７】
なお、通常、キャップユニット１１２は、ヘッドユニット４１をキャップユニット１１２の直上部に臨むクリーニング位置に移動する際に、機能液滴吐出ヘッド５１がキャップ１１３に当接しないように、キャップ１１３のシールパッキン１２３と機能液滴吐出ヘッド５１のノズル形成面５８との間に数ｍｍの間隙が生じるよう設定した下降端位置に待機している。そして、第１位置への上昇でシールパッキン１２３を機能液滴吐出ヘッド５１のノズル形成面５８に接合させ、第２位置では、シールパッキン１２３と機能液滴吐出ヘッド５１のノズル形成面５８との間にわずかな隙間（例えば０．５ｍｍ程度）が開くようにしている。本実施形態では、キャップユニット１１２を下段の昇降シリンダ１６２で第１位置に上昇させ、上段の昇降シリンダ１６３で第２位置に上昇させるようにしているが、第１位置と第２位置とへの上昇を上下逆の昇降シリンダで行うように構成してもよい。
【００８８】
ここで、クリーニングユニット１１１の（クリーニング）動作について説明する。ヘッドユニット４１が、クリーニングユニット１１１の直上部（クリーニング位置）に臨むと、昇降機構１６１の下段の昇降シリンダ１６２の作動によりキャップユニット１１２が第１位置に上昇し、ヘッドユニット４１の１２個の機能液滴吐出ヘッド５１に１２個のキャップ１１３を下側から押し付ける。各機能液滴吐出ヘッド５１に押し付けられた各キャップ１１３は、自身が有する２つのばね１２８に抗してキャップ本体１２１が幾分沈み込み、シールパッキン１２３が機能液滴吐出ヘッド５１のノズル形成面５８に均一に接合する。
【００８９】
続いて、各吸引分岐チューブ１７４に設けた吸引用バルブ１７７を開弁すると共に、吸引ポンプ１４１を駆動し、核機能液滴吐出ヘッド５１の全吐出ノズル５９から各キャップ１１３を介して機能液を吸引する。そして、吸引完了の直前に大気開放弁１３１を開弁した後、吸引用バルブ１７７を閉弁して吸引を終了し、キャップユニット１１２を下降端位置に下降させる。なお、吸引した機能液は、後述する液体供給回収手段１０２の再利用タンク２３２に導かれるようになっている。また、吸引中は、吸引分岐チューブ１７４にも受けた圧力センサ１７６からの信号に基づいて各キャップ１１３に吸引不良が生じていないかを監視する。
【００９０】
ワイピングユニット１８１は、クリーニング動作終了後に、各機能液滴吐出ヘッド５１のノズル形成面５８を拭き取るものであり、共通ベース３６上に突き合わせた状態で配設された巻き取りユニット１８２と拭き取りユニット１８４とから構成されている。ワイピングユニット１８１は、クリーニングユニット１１１の直上部に停止しているヘッドユニット４１に対し、巻き取りユニット１８２からワイピングシート（図示省略）を繰り出してＸ軸方向に移動すると共に、拭き取りユニット１８４の拭き取りローラ（図示省略）を用いてノズル形成面５８を拭き取っていく。
【００９１】
フラッシングユニット１９１は、フラッシングユニット１９１の直上部にヘッドユニット４１が臨んだ際に、複数（１２個）の機能液滴吐出ヘッド５１（のフラッシング動作）により順に吐出される機能液を受けるためのもので、図示は省略したが、Ｘ軸テーブル８２のθテーブル８４に固定されたスライダと、スライダを介してθテーブル８４と共に移動して、吐出された機能液を受けるフラッシングボックスとを備えている。
【００９２】
次に、液体供給回収手段１０２について説明する。液体供給回収手段１０２は、ヘッドユニット４１の各機能液滴吐出ヘッド５１に機能液を供給する機能液供給系２０１と、メンテナンス手段１０１のクリーニングユニット１１１で吸引した機能液を回収する機能液回収系２３１と、ワイピングユニット１８１に機能材料の溶剤を洗浄用として供給する洗浄液供給系２４１と、フラッシングユニット１９１からの廃液を回収する廃液回収系２５１とで構成されている。そして、図６および図１３に示すように、機台本体３２の大きいほうの収容室３３には、図示右側から順に機能液供給系２０１の加圧タンク２０３、機能液回収系２３１の再利用タンク２３２、洗浄液供給系２４１の洗浄タンク２４２が横並びに配設されている。そして、再利用タンク２３２および洗浄タンク２４２の近傍には、小型に形成した廃液回収系２５１の廃液タンク２５２が設けられている。
【００９３】
図１５に示すように、機能液供給系２０１は、大量（３Ｌ）の機能液を貯留する加圧タンク２０３と、加圧タンク２０３から送液された機能液を貯留すると共に、各機能液滴吐出ヘッド５１に機能液を供給する給液タンク２０４と、給液通路を形成してこれらを配管接続する給液チューブ２０５から成り立っている。加圧タンク２０３は、エアー供給手段１０３から導入される圧縮気体（不活性ガス）により、給液チューブ２０５（供給管路）を介して貯留する機能液を給液タンク２０４に圧送している。
【００９４】
給液タンク２０４は、図４から図６および図１４に示すようにタンクベース３７上に固定されており、両側に液位窓２１２を有すると共に、フランジ形式で閉蓋されたタンク本体２１１と、両液位窓２１２に臨んで機能液の液位（水位）を検出する液位検出器２１３と、タンク本体２１１が載置されるパン２２０と、パン２２０を介してタンク本体２１１を支持するタンクスタンド２２１とを備えている。
【００９５】
タンクスタンド２２１は、取付けプレート２２２と、取付けプレート２２２上に立設した２本の支柱状部材２２３とから成り、この２本の支柱状部材２２３によりタンク本体２１１の高さおよび水平が微調節できるようになっている。図１４に示すように、タンク本体２１１（の蓋体）の上面には、加圧タンク２０３に連なる給液チューブ２０５が繋ぎこまれており、またヘッドユニット４１側に延びる給液チューブ２０５用の６つのコネクタ２０８および大気開放用の１つのコネクタ２０９が設けられている。
【００９６】
液位検出器２１３は、上下に僅かに離間して配設した上限レベル検出器２１４および下限レベル検出器２１５からなり、この上限レベル検出器２１４と下限レベル検出器２１５は、いずれもタンク本体２１１の両液位窓２１２に向かって延びる一対の板状アーム２１６を有しており、一対の板状アーム２１６の一方には、一方の液位窓２１２に臨む発光素子２１７が、他方にはもう一方の液位窓２１２に臨む受光素子（図示省略）が取り付けられている。すなわち、この発光素子２１７および受光素子（図示省略）により、透過型の液位センサが構成されている。
【００９７】
給液タンク２０４に接続される給液チューブ２０５の上流側には、液位調節バルブ２１９が介設されている。液位調節バルブ２１９は、上限レベル検出器２１４および下限レベル検出器２１５により開閉制御され、給液タンク２０４の液位が常に上限レベルと下限レベルとの間にあるように調整される。機能液は、所定圧で加圧タンク２０３から給液タンク２０４に圧送されるが、給液タンク２０４では加圧タンク２０３側の圧力が大気開放で縁切りされ、上述した液位の調節によって管理される僅かな水頭圧（例えば２５ｍｍ±０．５ｍｍ）で機能液滴吐出ヘッド５１に機能液が供給される。これにより、機能液滴吐出ヘッド５１のポンピング動作、すなわちポンプ部５６内の圧電素子のポンプ駆動で精度良く液滴が吐出され、機能液滴吐出ヘッド５１の吐出ノズル５９からの液垂れが防止される。
【００９８】
なお、給液タンク２０４からの６本の給液チューブ２０５は、それぞれＴ字継ぎ手２０７を介して２本に分岐され、計１２本の給液分岐チューブ２０６（分岐供給管路）が形成されている（図１５参照）。１２本の給液分岐チューブ２０６は、装置側配管部材としてヘッドユニット４１に設けた配管ジョイント４３の１２個のソケット４４に接続している。また、各給液分岐チューブ２０６には、分岐給液通路を閉塞するための供給用バルブ２１０が介設されている。なお、供給用バルブ２１０も、前述した吸引用バルブ１７７と同様にソレノイドバルブで構成され、制御手段１０４により制御されている。
【００９９】
機能液回収系２３１は、クリーニングユニット１１１で吸引した機能液を貯留するためのもので、吸引した機能液を貯留する再利用タンク２３２と、吸引ポンプ１４１に接続され、吸引した機能液を再利用タンク２３２へ導く回収用チューブ２３３を有している。洗浄液供給系２４１は、ワイピングユニット１８１のワイピングシート１８３に洗浄液を供給するためのもので、洗浄液を貯留する洗浄液タンク２４２と、洗浄液タンク２４２の洗浄液を供給するための洗浄液供給チューブ２４３とを有している。なお、洗浄液には機能液の溶剤が用いられる。廃液回収系２５１は、フラッシングユニット１９１に吐出した機能液を回収するためのもので、回収した機能液を貯留する廃液タンク２５２と、フラッシングユニット１９１に接続され、廃液タンク２５２にフラッシングユニットに吐出された機能液を導く廃液用チューブ２５３とを有している。
【０１００】
制御手段１０４は、吐出装置１１および付帯装置１２の各手段を相互に関連させながら制御している。例えば、吐出装置１１に新たなヘッドユニット４１を投入した際に行う機能液初期充填時のように、ヘッドユニット４１の機能液充填時には、機能液を無駄に消費しないために特徴的な制御を行っている。
【０１０１】
本実施形態のような機能液吐出装置１では、給液タンク２０４からの僅かな水頭圧のみによって機能液滴吐出ヘッド５１のヘッド内流路に機能液を供給しているため、新たに投入したヘッドユニット４１に機能液を充填するためには吸引ポンプ１４１による吸引が必要である。そこで、機能液充填時には、ヘッドユニット４１をクリーニング位置に移動し、クリーニングユニット１１１のキャップユニット１１２を第１位置に上昇させて、各機能液滴吐出ヘッド５１のノズル形成面５８に各キャップ１１３を接合させ、各キャップ１１３を介して作用される吸引ポンプ１４１からの吸引力により、給液タンク２０４内の機能液を各機能液滴吐出ヘッド５１のヘッド内流路に充填する。しかし、全ての機能液滴吐出ヘッド５１のヘッド内流路に機能液を充填するまで全ての機能液滴吐出ヘッド５１に対して吸引を行うとすると、１２本の吸引分岐チューブ１７４における流路抵抗の相違から、それぞれに作用される吸引力が異なるために機能液充填に要する時間が各機能液滴吐出ヘッド５１で異なり、機能液の充填が既になされた機能液滴吐出ヘッド５１から機能液が大量に消費される。
【０１０２】
そこで、本実施形態では、機能液の充填を行うにあたり、キャップ１１３下流に設けた液体センサ１７５に基づいて、制御手段１０４が特にメンテナンス手段１０１の吸引ポンプ１４１、吸引用バルブ１７７、供給用バルブ２１０、エアーシリンダ１５６の制御を行い、充填における機能液の消費を極力抑えると共に、適切に機能液の充填が行われるようにしている。
【０１０３】
図１５を参照して、ヘッドユニット４１の機能液の充填における一連の制御方法について具体的に説明する。（吸引工程において）吸引ポンプ１４１により、給液タンク２０４から吸引された機能液は、まず各機能液滴吐出ヘッド５１のヘッド内流路に充填されていき、ヘッド内流路が機能液で満たされると、機能液はキャップ１１３、液体センサ１７５を経て、再利用タンク２３２へ導かれる。液体センサ１７５が機能液を検出して、機能液検出信号が制御手段１０４に送られると、制御手段１０４は、機能液を検出した液体センサ１７５に対応するキャップ１１３に接続された吸引分岐チューブ１７４を閉塞すべく、この吸引分岐チューブ１７４に設けられた吸引用バルブ１７７を閉塞する（吸引管路閉塞工程）。これにより、機能液が充填された機能液滴吐出ヘッド５１に対して吸引が行われなくなり、機能液が充填された機能液滴吐出ヘッド５１から機能液が吸引され、機能液が無駄に消費されることがない。
【０１０４】
また、制御手段１０４は、液体センサ１７５の機能液検出信号を検出して、吸引用バルブ１７７を閉塞すると直ちに、これに対応する機能液が充填された機能液滴吐出ヘッド５１と接続している給液分岐チューブ２０６を閉塞するため、この機能液滴吐出ヘッド５１に接続された給液分岐チューブ２０６に設けられた供給用バルブ２１０も閉塞する（供給管路閉塞工程）。このように、機能液が充填された機能液滴吐出ヘッド５１の上流に設けられた供給用バルブ２１０を閉塞することで、機能液が充填された機能液滴吐出ヘッド５１と接続している給液分岐チューブ２０６を介して、まだ吸引が行われている機能液滴吐出ヘッド５１に、機能液が充填された機能液滴吐出ヘッド５１のヘッド内流路から機能液が吸引されることを防止している。
【０１０５】
さらに、制御手段１０４は、吸引分岐チューブ１７４の閉塞数、すなわち閉塞している吸引用バルブ１７７数に応じて吸引ポンプ１４１を制御して、機能液の吸引流量を減少させていく（吸引流量制御工程）。そして、１２本全ての吸引分岐チューブ１７４が閉塞されると、直ちに吸引ポンプ１４１の駆動を停止させる（停止工程）。これにより、吸引分岐チューブ１７４を閉塞することで吸引通路内の負圧が増すことを防ぎ、各機能液滴吐出ヘッド５１に対してほぼ同一の圧力条件で機能液を充填できるようにしていると共に、吸引ポンプ１４１に過負荷がかからないようにしている。
【０１０６】
そして、吸引ポンプ１４１を停止させた後、全ての吸引用バルブ１７７を開放して、吸引分岐チューブ１７４の閉塞を解くと共に、エアーシリンダ１５６を駆動して、全てのキャップの大気開放弁１３１を開放する。そして、吸引ポンプ１４１を再び駆動させて、各キャップ１１３の吸収材１２４に含浸した機能液を吸引し（キャップ保守工程）、キャップ１１３の吸収材１２４に機能液が残留しないようにしている。
【０１０７】
このように、制御手段１０４は各手段を相互に関連させながら制御して、機能液滴吐出装置１全体を適切に制御している。
【０１０８】
以上に述べた機能液滴吐出装置１は、本実施形態で説明した有機ＥＬ装置の製造装置の他にも、他のデバイス、例えば液晶表示装置のカラーフィルタといった液滴吐出法で製造する機能液滴吐出装置においても同様に適用できる。
【０１０９】
例えば、液晶表示におけるカラーフィルタの製造方法では、複数の機能液滴吐出ヘッド５１にＲ、Ｇ、Ｂ各色のフィルタ材料を導入し、複数の機能液滴吐出ヘッド５１を主走査および副走査し、フィルタ材料を選択的に吐出して、基板上に多数のフィルタエレメントを形成する。加えて、上記と同様の方法で、多数のフィルタエレメントを被覆するオーバーコート膜を形成してもよい。
【０１１０】
さらに、これと同様にして、本実施形態の機能液滴吐出装置１を電子放出装置の製造方法、ＰＤＰ装置の製造方法および電気泳動表示装置の製造方法等に適用することができる。
【０１１１】
電子放出装置の製造方法では、複数の機能液滴吐出ヘッド５１にＲ、Ｇ、Ｂ各色の蛍光材料を導入し、複数の機能液滴吐出ヘッド５１を主走査および副走査し、蛍光材料を選択的に吐出して、電極上に多数の蛍光体を形成する。
【０１１２】
ＰＤＰ装置の製造方法では、複数の機能液滴吐出ヘッド５１にＲ、Ｇ、Ｂ各色の蛍光材料を導入し、複数の機能液滴吐出ヘッド５１を主走査および副走査し、蛍光材料を選択的に吐出して、背面基板上の多数の凹部にそれぞれ蛍光体を形成する。
【０１１３】
電気泳動表示装置の製造方法では、複数の機能液滴吐出ヘッド５１に各色の泳動体材料を導入し、複数の機能液滴吐出ヘッド５１を主走査および副走査し、泳動体材料を選択的に吐出して、電極上の多数の凹部にそれぞれ蛍光体を形成する。なお、帯電粒子と染料とからなる泳動体は、マイクロカプセルに封入されていることが好ましい。
【０１１４】
一方、本実施形態の機能液滴吐出装置１は、スペーサ形成方法、金属配線形成方法、レンズ形成方法、レンズ製造方法、レジスト形成方法、及び光拡散体形成方法等にも、適用可能である。
【０１１５】
スペーサ形成方法は、２枚の基板間に微小なセルギャップを構成すべく多数の粒子状のスペーサを形成するものであり、スペーサを構成する粒子材料を液中に分散させて調整した機能液を複数の機能液滴吐出ヘッド５１に導入し、複数の機能液滴吐出ヘッド５１を主走査および副走査し、機能液を選択的に吐出して、少なくとも一方の基板上にスペーサを形成する。例えば、上記の液晶表示装置や電気泳動表示装置における２枚の基板間にセルギャップを構成する場合に有用であり、その他この種の微細なキャップを必要とする半導体製造技術に適用することができる。
【０１１６】
金属配線形成方法では、複数の機能液滴吐出ヘッド５１に金属微粒子を分散させた液状金属材料を導入し、複数の機能液滴吐出ヘッド５１を主走査および副走査し、液状金属材料を選択的に吐出して、基板上に金属配線を形成する。例えば、上記の液晶表示装置におけるドライバと各電極とを接続する金属配線や、上記有機ＥＬ装置におけるＴＦＴ等と各電極とを接続する金属配線に適用することができる。また、この種のフラットディスプレイの他、一般的な半導体製造技術に適用できることは言うまでもない。
【０１１７】
レンズ形成方法では、複数の機能液滴吐出ヘッド５１にレンズ材料を導入し、複数の機能液滴吐出ヘッド５１を主走査および副走査し、レンズ材料を選択的に吐出して、透明基板上に多数のマイクロレンズを形成する。例えば、上記ＦＥＤ装置におけるビーム収束用のデバイスを製造する場合に適用可能である。また、各種光デバイスの製造技術にも適用可能である。
【０１１８】
レンズ製造方法では、複数の機能液滴吐出ヘッド５１に透光性のコーティング材料を導入し、複数の機能液滴吐出ヘッド５１を主走査および副走査し、コーティング材料を選択的に吐出して、レンズの表面にコーティング膜を形成する。
【０１１９】
レジスト形成方法では、複数の機能液滴吐出ヘッド５１にレジスト材料を導入し、複数の機能液滴吐出ヘッド５１を主走査および副走査し、レジスト材料を選択的に吐出して、基板上に任意形状のフォトレジストを形成する。例えば、上記の各種表示装置におけるバンクの形成はもとより、半導体製造技術の主体をなすフォトリソグラフィー法において、フォトレジストの塗布に広く適用可能である。
【０１２０】
光拡散体形成方法では、複数の機能液滴吐出ヘッド５１に光拡散材料を導入し、複数の機能液滴吐出ヘッド５１を主走査および副走査し、光拡散材料を選択的に吐出して、基板上に多数の光拡散体を形成する。この場合も、各種光デバイスに適用可能であることはいうまでもない。
【０１２１】
上述した製造方法を用いて製造されたデバイスは、各種電子機器に応用することができる。ここにいうデバイスには、有機ＥＬ装置、カラーフィルタ、液晶表示装置、電気泳動表示装置等が含まれている。図１６は、上述した製造方法を用いて製造されたデバイスを備えた電子機器の例示として、携帯電話、携帯型情報処理装置、および腕時計型電子機器を示した図である。同図に示すように、携帯電話６００、携帯型情報処理装置７００、および腕時計型電子機器８００（以下、電子機器と総称する）は、入力した文字等のキャラクタや各種情報を表示するための表示部（６０１、７０１、８０１）を有している。表示部は、本発明を適用した製造方法を用いて製造されたデバイス、すなわち有機ＥＬ装置等、によって構成された表示パネルを備えている。したがって、電子機器に用いる表示パネルを、本発明を適用した製造方法を用いて製造するため、電子機器を効率的に製造することができる。
【０１２２】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明のインクジェットヘッドの機能液充填方法および機能液滴吐出装置によれば、各インクジェットヘッドに適切に機能液を充填することができると共に、複数の吸引管路から吸引用合流管路を経て吸引手段に接続されたキャップを用いて複数のインクジェットヘッドに機能液を充填する際、インクジェットヘッド毎に機能液の充填にかかる所要時間が異なっていても、機能液が充填されたインクジェットヘッドからは吸引がなされないので、機能液の消費を極力抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態における有機ＥＬ装置の縦断面図である。
【図２】有機ＥＬ装置の製造方法において、バンク部形成工程を経てバンク部を形成した基板の断面図である。
【図３】実施形態にかかる有機ＥＬ装置の製造方法における発光層形成設備の模式図である。
【図４】本実施形態における機能液滴吐出装置の外観斜視図である。
【図５】本実施形態における機能液滴吐出装置の正面図である。
【図６】本実施形態における機能液滴吐出装置の右側面図である。
【図７】ヘッドユニットの平面図である。
【図８】ヘッドユニットの正面図である。
【図９】（ａ）は機能液滴吐出ヘッドの外観斜視図、（ｂ）は機能液滴吐出ヘッドを配管アダプタに装着したときの断面図である。
【図１０】メンテナンスユニットの外観斜視図である。
【図１１】メンテナンスユニットの正面図である。
【図１２】キャップ廻りの断面図である。
【図１３】液体供給回収手段の各タンクを示した外観斜視図である。
【図１４】給液タンク廻りの外観斜視図である。
【図１５】機能液滴吐出ヘッド、これに接続される機能液供給系、およびクリーニングユニットの模式図である。
【図１６】本発明の製造方法を用いて製造したデバイスを備えた電子機器を例示した図であり、（ａ）は、本発明の製造方法を用いて製造したデバイスを備えた携帯電話の外観斜視図、（ｂ）は、本発明の製造方法を用いて製造したデバイスを備えた携帯型情報処理装置の外観斜視図、（ｃ）は、本発明の製造方法を用いて製造したデバイスを備えた腕時計型電子機器の外観斜視図である。
【符号の説明】
１機能液滴吐出装置１１吐出装置
４１ヘッドユニット５１機能液滴吐出ヘッド
１０４制御手段１１１クリーニングユニット
１１２キャップユニット１１３キャップ
１４１吸引ポンプ１３１大気開放弁
１５６エアーシリンダ１７２吸引チューブ
１７４吸引分岐チューブ１７５液体センサ
１７７吸引用バルブ２０３加圧タンク
２０４給液タンク２０５給液チューブ
２０６給液分岐チューブ２１０給液用バルブ
Ｗ基板（ワーク）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention provides a plurality of Inkjet head By sucking the functional liquid through the cap joined to Inkjet head Fill the flow path in the head with functional fluid Inkjet head The functional liquid filling method and the functional liquid droplet ejection apparatus.
[0002]
[Prior art]
An inkjet head (functional droplet ejection head) of an inkjet printer is expected to be applied to the manufacturing field of various products because it can eject minute ink droplets in a dot shape with high accuracy. For example, an ink jet printer that discharges ink droplets from a plurality of ink jet heads mounted on a head unit while relatively moving the head unit is known. In this ink jet printer, ink is supplied from the ink tank to the ink jet head with a slight water head pressure, and the ink can be discharged with high accuracy by the operation of a pump unit incorporated in the ink jet head. A cap unit is provided separately from the head unit, and the cap unit is provided with a plurality of caps corresponding to the plurality of ink jet heads. A plurality of caps are connected to a suction pump, and each cap is joined to the ink jet head so that the ink jet head can be sucked.
[0003]
Application of such an ink jet printer constitutes a functional liquid droplet ejection device, and a functional liquid such as special ink or photosensitive resin is introduced into the functional liquid droplet ejection head, so that functional liquid droplets are applied to a workpiece such as a substrate. It is considered that a liquid crystal display device, an organic EL display device, and the like are manufactured by discharging the liquid crystal with high accuracy. By the way, the functional liquid initial filling of the functional liquid droplet ejection head, which is performed at the initial establishment of the functional liquid droplet ejection apparatus or when a new functional liquid droplet ejection head is introduced into the functional liquid droplet ejection apparatus, is performed by the functional liquid droplet ejection head. A cap provided in correspondence with the liquid droplet discharge head is attached to the functional liquid droplet ejection head to perform suction, and the functional liquid droplet discharge head is sucked through the cap to suck the functional liquid in the liquid supply tank. The flow path in the head of the discharge head is filled with the functional liquid. Also, when the functional liquid droplet ejection head that has not been used for a long time is used again, the functional liquid droplet ejection head is sucked through the cap in the same manner as in the case of the initial functional liquid filling, and the flow path in the head Fill with functional fluid.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
As a method of filling a functional liquid droplet ejection apparatus having a plurality of functional liquid droplet ejection heads with a functional liquid, it is conceivable to simultaneously suck each functional liquid droplet ejection head with a single suction pump. In this case, since the suction pressure varies for each supply conduit connected to each functional liquid droplet ejection head mainly due to the difference in flow path resistance, the time required for filling the functional liquid for each functional liquid droplet ejection head May be different. However, in order to perform the suction of the functional liquid with a single suction pump, the suction must be stopped after all the functional liquid droplet ejection heads are filled with the functional liquid. When the required time for filling is different, the suction time is set to the functional droplet discharge head that requires the longest required time. In such a case, there is a problem in that the functional liquid is unnecessarily discharged from the functional liquid droplet ejection head with a short time required for filling with the functional liquid, and a large amount of the functional liquid is consumed.
[0005]
Therefore, the present invention provides a plurality of Inkjet head It is possible to reduce the amount of functional liquid that is wasted when the functional liquid is filled, and to appropriately fill the functional liquid. Inkjet head It is an object of the present invention to provide a functional liquid filling method and a functional liquid droplet ejection apparatus.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides a plurality of functional fluid supply means connected to the supply means by supply pipelines. Inkjet head On the other hand, each of a plurality of caps connected to the suction means from a plurality of suction conduits via a suction confluence conduit, Inkjet head Fill the flow path in each head with functional fluid. Inkjet head The functional liquid filling method of the above, wherein the suction means is operated to perform suction, Inkjet head By sucking the functional liquid from the functional liquid supply means, and by the suction process, Inkjet head And a suction line closing step for closing the suction line connected to the cap in the order of the caps through which the functional liquid has reached.
[0007]
Also, The functional liquid droplet ejection device of the present invention is A plurality of fluids connected to the functional fluid supply means by supply lines Inkjet head On the other hand, each of a plurality of caps connected to the suction means via a suction merging pipe from a plurality of suction pipes is joined, and the functional liquid of the functional liquid supply means is sucked. Inkjet head A functional liquid droplet ejection device that fills the flow path in each head with a functional liquid, the detection means for detecting for each cap that the functional liquid has reached the cap, and a suction pipe that respectively closes the plurality of suction pipes A path closing means, and a control means for controlling the suction means, the detection means and the suction pipe closing means, and the control means is connected to the cap in the order of the caps that the functional liquid has reached based on the detection. The conduit is closed.
[0008]
According to these configurations, the functional liquid is sucked from the functional liquid supply means through the caps in the suction process, thereby Inkjet head The flow path in the head can be filled. And in the suction line blockage step, Inkjet head Then, the suction pipe connected to the cap is closed (by the suction pipe closing means) in the order of the cap that the sucked functional liquid has reached, so that the suction from the cap that has reached the functional liquid is not continued. The functional fluid Inkjet head Since the flow path in the head reaches the cap after being filled with the functional liquid, if the suction pipe connected to the cap that the functional liquid has reached is closed, the flow path in the head is filled with the functional liquid. Inkjet head Therefore, the functional liquid is not continuously sucked and the functional liquid is not wasted.
[0009]
In this case, each Inkjet head Is connected to each branch supply line of the supply line, and immediately after closing the suction line connected to the cap to which the functional liquid has reached in the suction line closing process, the cap was joined. Inkjet head It is preferable to further include a supply pipe closing step for closing the branch supply pipe connected to the.
[0010]
Also, each Inkjet head Is further provided with a supply line closing means that is connected to each branch supply line of the supply line and closes each branch supply line, and the control means controls the supply line closing means so that the suction line is Immediately after being blocked, the cap connected to the suction line was joined. Inkjet head It is preferable to close the branch supply pipe connected to the.
[0011]
According to these configurations, in the supply line closing step, immediately after closing the suction line connected to the cap to which the functional liquid has reached, it is joined to the cap. Inkjet head Since the supply pipe connected to the pipe is closed (by the supply pipe closing means), suction is performed. Inkjet head Finished filling the functional fluid Inkjet head The functional liquid is not sucked from the flow path in the head. Therefore, even if the suction line connected to the cap is closed in the order in which the functional liquid has reached, Inkjet head Can be appropriately filled with the functional liquid.
[0012]
In these cases, it is preferable to further include a suction flow rate control step of reducing the suction flow rate of the functional liquid by the suction means in accordance with the number of closed suction lines.
[0013]
Moreover, it is preferable that a control means reduces the suction | inhalation flow volume of the functional liquid by a suction means according to the obstruction | occlusion number of a suction conduit.
[0014]
According to these configurations, the suction pressure of the suction pipe and the supply pipe that are increased by the blockage of the suction pipe is reduced by reducing the suction flow rate of the functional liquid by the suction means according to the number of the suction pipes closed. Can be made. Ie, multiple Inkjet head On the other hand, the functional liquid can be filled under substantially the same pressure condition.
[0015]
In these cases, it is preferable to provide a stopping step of stopping the suction operation by the suction means immediately after all the suction pipelines corresponding to all the caps are closed through the suction pipeline closing step.
[0016]
According to this configuration, since the suction operation by the suction means is stopped immediately after all the suction lines are closed by the stop step, the load on the suction means received by performing the suction operation when all the suction lines are closed. Can be reduced as much as possible.
[0017]
In these cases, it is preferable to further include a cap maintenance step of opening all the suction pipes, opening all the caps to the atmosphere, and re-driving the suction means after the stopping step.
[0018]
According to this configuration, since all the suction pipes are opened and all the caps are opened to the atmosphere, the negative pressure of the suction pipes can be released. And since all caps are opened to the atmosphere and the suction means is re-driven, the functional liquid is filled. Inkjet head Without sucking the functional liquid from the flow path in the head, only the functional liquid remaining in the cap can be sucked and discharged, and the cap can be kept in an appropriate state.
[0019]
In these cases, the suction means is preferably constituted by a piston pump.
[0020]
According to this configuration, since the suction means is constituted by a piston pump, the suction means is constituted by a roller pump which is connected to the suction merging conduit and performs a suction operation by crushing the tube constituting the suction means with a roller. As compared with the case of doing this, the tube is less damaged and the frequency of tube replacement of the suction means can be reduced, so that the maintainability of the apparatus can be improved.
[0040]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In this embodiment, the droplet discharge device of the present invention is incorporated into a production line of an organic EL device which is a kind of so-called flat display, Inkjet head A functional liquid such as a luminescent material is introduced into a functional liquid droplet ejection head to form a hole injection / transport layer and R / G / B color light-emitting layers of each pixel constituting the light-emitting element of the organic EL device. is there.
[0041]
Here, the structure of an organic EL device and a method for manufacturing the organic EL device will be briefly described, and then an organic EL device manufacturing apparatus including a functional droplet discharge device incorporated in a manufacturing line and its peripheral equipment will be described.
[0042]
FIG. 1 is a cross-sectional view of an organic EL device. As shown in FIG. 1, the organic EL device 301 includes a substrate 311, a circuit element unit 321, a pixel electrode 331, a bank unit 341, a light emitting element 351, a cathode 361 (counter electrode), and a sealing substrate 371. A wiring of a flexible substrate (not shown) and a driving IC (not shown) are connected to the organic EL element 302. The circuit element portion 321 is formed on the substrate 311, and a plurality of pixel electrodes 331 are aligned on the circuit element portion 321. Bank portions 341 are formed in a lattice shape between the pixel electrodes 331, and light emitting elements 351 are formed in the recess openings 344 generated by the bank portions 341. The cathode 361 is formed on the entire upper surface of the bank portion 341 and the light emitting element 351, and a sealing substrate 371 is laminated on the cathode 361.
[0043]
The manufacturing process of the organic EL device 301 including the organic EL element includes a bank part forming step for forming the bank part 341, a plasma processing step for appropriately forming the light emitting element 351, and a light emitting element formation for forming the light emitting element 351. A process, a counter electrode forming process for forming the cathode 361, and a sealing process for stacking and sealing the sealing substrate 371 on the cathode 361.
[0044]
FIG. 2 is a cross-sectional view of the substrate 311 on which the bank portion 341 is formed. As shown in FIGS. 1 and 2, the bank part forming step includes an inorganic bank layer 342 and an organic bank layer 343 at predetermined positions on the circuit element part 321 and the pixel electrode 331 formed in advance on the substrate 311. The bank portion 341 is formed and the recessed portion opening 344 is formed. The bank portion 341 is formed such that the position of the recessed portion opening 344 corresponds to the formation position of the electrode surface 332 of the pixel electrode 331.
[0045]
Here, first, SiO which becomes the inorganic bank layer 342 is formed. ₂ TiO ₂ After forming an inorganic film such as a CVD method or a coating method, the inorganic bank layer 342 is formed by patterning by etching or the like, and then an organic bank layer 343 is formed by etching by a photolithography method or the like. The recess opening 344 includes a lower opening 346 formed by the inorganic bank layer 342 and an upper opening 345 formed by the organic bank layer 343, and the inorganic bank layer 342 and the organic bank are formed such that the lower opening 346 is narrower than the upper opening 345. It is preferable to form the layer 343. The inorganic bank layer 342 is formed so as to overlap with the peripheral edge of the pixel electrode 331 so that a light emitting region of the light emitting layer 353 (described later) can be controlled.
[0046]
The plasma treatment process is performed in order to appropriately form the light emitting element 351 in the recess opening 344. After performing the lyophilic process for forming a lyophilic lyophilic film on the surface of the pixel electrode 331, the bank portion A liquid repellency step for forming a liquid repellant liquid repellent film on the surface of 341 is performed. These steps are performed in an air atmosphere, and the lyophilic step is O 2 using oxygen as a processing gas. ₂ CF is performed using plasma treatment and carbon tetrafluoride as the treatment gas in the liquid repellent process _Four Perform plasma treatment.
[0047]
As shown in FIG. 1, the light emitting element forming step forms the light emitting element 351 by forming the hole injection / transport layer 352 and the light emitting layer 353 on the recessed opening 344, that is, the pixel electrode 331. An injection / transport layer forming step and a light emitting layer forming step are provided. The hole injection / transport layer forming step includes a first droplet discharge step of discharging a first composition (functional liquid) for forming the hole injection / transport layer 352 onto each pixel electrode 331, a discharge A first drying step of forming the hole injection / transport layer 352 by drying the first composition, and the light emitting layer forming step includes a second composition (functional liquid for forming the light emitting layer 353). ) On the hole injection / transport layer 352 and a second drying step of forming the light emitting layer 353 by drying the discharged second composition.
[0048]
In the first droplet discharge step, the first composition containing the hole injection / transport layer forming material is discharged onto the electrode surface 332 by a droplet discharge method. The discharged first composition droplet spreads on the lyophilic electrode surface 332 and further fills in the recess opening 344. In addition, as a 1st composition used here, the solution which melt | dissolved the mixture of polythiophene derivatives, such as a polyethylene dioxythiophene (PEDOT), and a polystyrene sulfonic acid (PSS) in a polar solvent is mentioned, for example. Examples of polar solvents include isopropyl alcohol (IPA), n-butanol, γ-butyrolactone, N-methylpyrrolidone (NMP), 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone (DMI) and its derivatives, carbitol acetate In addition, glycol ethers such as butyl carbitol acetate can be used.
[0049]
In the first drying step, the discharged first composition is dried (heat treated) to evaporate the polar solvent contained in the first composition, thereby forming the hole injection / transport layer 352 on the electrode surface 332. . When the drying process is performed, evaporation of the polar solvent contained in the first composition droplets occurs mainly near the inorganic bank layer 342 and the organic bank layer 343, and the hole injecting / transporting layer forming material is formed along with the evaporation of the polar solvent. Concentrates and precipitates. Since the evaporation rate of the polar solvent on the electrode surface 332 is substantially uniform, when the polar solvent on the electrode surface 332 evaporates, the electrode layer 332 has a uniform thickness made of the material for forming the hole injection / transport layer. A hole injection / transport layer 352 is formed.
[0050]
In the second droplet discharge step, the second composition containing the light emitting layer forming material is discharged onto the hole injection / transport layer 352 by a droplet discharge method. The discharged second composition droplet spreads on the hole injection / transport layer 352 and fills in the recess opening 344. In this second droplet discharging step, a nonpolar solvent that is insoluble in the hole injection / transport layer 352 is used as the solvent of the second composition in order to prevent dissolution of the formed hole injection / transport layer 352. Specifically, cyclohexylbenzene, dihydrobenzenefuran, trimethylbenzene, tetramethylbenzene and the like can be used as the solvent for the second composition. As the light emitting layer forming material, a polyfluorene polymer derivative, a (poly) paraphenylene vinylene derivative, a perylene dye, a coumarin dye, a rhodamine dye, or the above polymer doped with an organic EL material is used. Can do. For example, it can be used by doping with rubrene, perylene, 9,10-diphenylanthracene, tetraphenyl, butadiene, nile red, coumarin 6, quinacridone and the like.
[0051]
In the second drying step, the discharged second composition is subjected to a drying process (heat treatment) to evaporate a nonpolar solvent contained in the second composition, and the light emitting layer 353 is formed on the hole injection / transport layer 352. Form.
[0052]
Note that the second droplet discharge step and the light emitting layer forming step are repeatedly performed in order to form the light emitting layer 353 sequentially for each color. For example, first, a blue (B) light emitting layer 353 is formed by performing a second droplet discharging step and a light emitting layer forming step using the second composition for forming the blue (B) light emitting layer 353. Similarly, the light emitting layer 353 is formed in order of red (R) and green (G). However, the order of forming the light emitting layer 353 is not limited to the above, and the order of colors to be formed may be determined according to the light emitting layer forming material.
[0053]
Further, since the hole injection / transport layer 352 has a low affinity for the nonpolar solvent, the hole injection / transport layer 352 has a hole even when the second composition using the nonpolar solvent as the solvent is discharged onto the hole injection / transport layer 352. There is a possibility that the injection / transport layer 352 and the light emitting layer 353 cannot be adhered to each other, and there is a possibility that the light emitting layer 353 cannot be applied uniformly. Therefore, in the manufacturing process of this embodiment, before the light emitting layer 353 is formed on the hole injection / transport layer 352, that is, before the second droplet discharge step, the non-injection on the surface of the hole injection / transport layer 352 is performed. A surface modification step is performed to increase the affinity for the polar solvent and the light emitting layer forming material. In the surface modification step, the same solvent as the nonpolar solvent used in the second composition or a similar solvent is used as the surface modification solvent, and the surface modification is performed by a droplet discharge method, a spin coating method, or a dip method. After applying the solvent on the hole injection / transport layer 352, it is dried.
[0054]
In the counter electrode forming step, a cathode 361 (counter electrode) is formed on the entire surface of the light emitting layer 353 and the organic bank layer 343 (see FIG. 1). Note that the cathode 361 may be formed by stacking a plurality of materials. In this case, the work function is preferably higher on the upper side (sealing side) than on the lower side.
[0055]
In the sealing step, a sealing substrate 371 is stacked on the cathode 361 in an inert gas atmosphere such as nitrogen, argon, or helium. Then, the organic EL device 301 of the present embodiment is configured by connecting the cathode 361 of the organic EL element 302 obtained through these steps to the wiring of the flexible substrate and connecting the wiring of the circuit element unit 321 to the driving IC. can get.
[0056]
Note that the pixel electrode 331, the lyophilic film and the liquid-repellent film formed in the plasma treatment process, the cathode 361 formed in the counter electrode formation process, and the like are also formed by using liquid materials corresponding to each of them. It may be formed by a discharge method.
[0057]
Next, an apparatus for manufacturing an organic EL device will be described. In this organic EL device manufacturing apparatus, a step in which a droplet discharge method is performed in the above-described organic EL device manufacturing process, that is, a light emitting element forming step (a hole injection / transport layer forming step and a light emitting layer forming step), Corresponding to the surface modification step, a functional liquid droplet ejection apparatus that scans a functional liquid droplet ejection head while ejecting a functional liquid containing a functional material is used.
[0058]
A functional liquid is introduced for each equipment into the hole injection layer forming equipment A for performing the hole injection / transport layer forming process, the light emitting layer forming equipment B for forming the light emitting layer, and the surface modifying equipment C for performing the surface modifying process. A functional liquid droplet ejection apparatus 1 equipped with a functional liquid droplet ejection head 51, a drying apparatus 3, a substrate transport apparatus 2, and a chamber apparatus 4 that accommodates these are provided. In addition, in the light emitting layer forming facility B, as shown in FIG. 3, three sets of each device are provided for each color (R, G, B).
[0059]
The drying device 3 and the substrate transport device 2 of each facility used in the manufacturing apparatus of the organic EL device have the same structure, and the functional liquid droplet ejection device 1 of each facility has a function to be introduced into the functional liquid droplet ejection head 51. It has the same structure only in the liquids. Therefore, a series of flows in each device configuration will be described by taking each device for forming the B-color light emitting layer of the light emitting layer forming facility B shown in FIG. 3 as an example.
[0060]
First, the substrate W that has been subjected to the bank part forming step and the plasma processing step is transferred from the substrate transfer device 5 located at the left end of FIG. Next, the substrate W is changed in direction and posture by the substrate transfer device 2, transferred to the functional droplet discharge device 1, and set in the functional droplet discharge device 1. Then, the second droplet discharge step is performed in the atmosphere of the inert gas in the chamber device 4, and the functional droplet discharge device 1 has a large number of pixel regions (recess openings) on the substrate by the functional droplet discharge head 51. 344), a functional liquid containing a B-color luminescent material (droplet) is discharged.
[0061]
The substrate W coated with the light emitting material is transferred from the functional liquid droplet ejection device 1 to the substrate transport device 2 and introduced into the drying device 3. In the drying apparatus 3, the substrate is exposed to a high-temperature inert gas atmosphere for a predetermined time to vaporize the solvent in the light-emitting material (second drying step). Then, the substrate W is again introduced into the functional liquid droplet ejection apparatus 1 to perform the second liquid droplet ejection process. That is, the second droplet discharging step and the second drying step are repeated a plurality of times, and when the light emitting layer 353 has a desired film thickness, the substrate W is formed by the substrate transport device 2 to form the R light emitting layer 353. When the light emitting layer 353 of R color is formed to a desired thickness, the light emitting layer 353 of G color is transported to form the light emitting layer 353. The working order for forming the R, G, and B light emitting layers 353 is arbitrary. In this embodiment, the second droplet discharge step and the second drying step are repeatedly performed to form the light emitting layer 353. However, these steps may be performed once.
[0062]
Based on the above, a functional liquid droplet ejection apparatus constituting the main part of the present invention will now be described. 4 is a perspective view of the functional liquid droplet ejection device, FIG. 5 is a front view of the functional liquid droplet ejection device, and FIG. 6 is a side view of the functional liquid droplet ejection device. In order to form the hole injection / transport layer 352, the light emitting layer 353, and the like, the functional liquid droplet ejection device 1 has a hole injection layer material or light emission at a predetermined position of the substrate W set in the functional liquid droplet ejection device 1. A functional liquid containing a functional material such as a layer material is discharged.
[0063]
As shown in FIGS. 4 to 6, the functional liquid droplet ejection apparatus 1 has a functional liquid droplet ejection head 51 that ejects a functional liquid and ejects the functional liquid. And an accompanying device 12 that is integrally attached. As shown in FIGS. 4 to 6, the accessory device 12 supplies the functional liquid to the discharge device 11 and collects the functional liquid that is no longer needed, and the drive to each component. Air supply means 103 for supplying compressed air for control, maintenance means 101 for maintenance of the functional liquid droplet ejection head 51 of the ejection device 11, and control means for controlling each means of the ejection device 11 and the auxiliary device 12. 104 is provided.
[0064]
As shown in FIGS. 4 and 5, the discharge device 11 has a gantry 21 configured by assembling angle members in a square shape, and a plurality (9) of support legs with adjustment bolts dispersedly arranged at the lower portion of the gantry 21. is doing. A stone surface plate 24 is fixed to the upper portion of the gantry 21 by a fixing member. In the stone surface plate 24, an XY movement mechanism 81 (to be described later) that moves the substrate W and the functional liquid droplet ejection head 51 with high accuracy has a deviation in accuracy (particularly flatness) due to surrounding environmental conditions, vibrations, and the like. It is supported so that it does not occur, and is made of solid stone that is rectangular in plan view.
[0065]
As shown in FIGS. 4 and 6, the accessory device 12 includes a cabinet-type machine base body 32 in which two large and small storage chambers 33, 34 are formed via a partition wall, and a moving table 35 provided on the machine base body 32. Each means is provided in a common machine base 31 including a common base 36 fixed on the movement table 35 and a tank base 37 provided at an end position away from the movement table 35 on the machine body 32. A maintenance means 101 is placed on the common base 36, and a later-described liquid supply tank 204 of the liquid supply / recovery means 102 is placed on the tank base 37, and the smaller storage chamber 34 of the machine base body 32 is placed. The main part of the air supply means 103 is accommodated in the tank, and the tanks of the liquid supply / recovery means 102 are accommodated in the larger accommodation chamber 33.
[0066]
Six support legs with adjustment bolts and four casters are provided on the lower surface of the machine base body 32, and a pair of connecting brackets 38 for connecting to the gantry 21 of the discharge device 11 on the discharge device 11 side. Is provided. Thus, the discharge device 11 and the auxiliary device 12 (common machine base 31) are integrated, and the auxiliary device 12 can be separated and moved as necessary.
[0067]
In addition to the above, although not shown in the drawings, the substrate recognition camera for recognizing the position of the substrate W, the head recognition camera for confirming the position of the head unit 41 (described later) of the discharge device 11, and the accompanying devices such as various indicators These are also controlled by the control means 104.
[0068]
Here, a series of operations of the functional liquid droplet ejection apparatus 1 will be briefly described. First, as a preparation before discharging the functional liquid, the position of the head unit 41 is corrected by the head recognition camera, and then the position of the substrate W is corrected by the substrate recognition camera. Next, the substrate W is reciprocated in the main scanning direction (X-axis direction) and the plurality of functional droplet ejection heads 51 are driven to perform a selective ejection operation of functional droplets on the substrate W. Then, after the substrate W is moved back, the head unit 41 is moved in the sub-scanning direction (Y-axis direction), and the substrate W is reciprocated in the main scanning direction and the functional liquid droplet ejection head 51 is driven again. . In the present embodiment, the substrate W is moved in the main scanning direction with respect to the head unit 41, but the head unit 41 may be moved in the main scanning direction. Alternatively, the head unit 41 may be fixed and the substrate W may be moved in the main scanning direction and the sub-scanning direction.
[0069]
Next, the maintenance unit 101, the liquid supply / recovery unit 102, and the control unit 104 of the discharge device 11 and the auxiliary device 12 particularly related to the present invention will be described in order. The ejection device 11 ejects functional liquid droplets to a predetermined position on the substrate W. As shown in FIGS. 4 to 6, a head unit 41 having a plurality of functional liquid droplet ejection heads 51 and a head unit 41 are arranged. A main carriage 71 to be supported, and an X / Y moving mechanism 81 that is supported by the stone surface plate 24 and main-scans the substrate W and sub-scans the head unit 41 through the main carriage 71 are provided.
[0070]
FIG. 7 is a view of the head unit 41 as viewed from above, and FIG. 8 is a cross-sectional view of the head unit 41. As shown in FIGS. 7 and 8, the head unit 41 includes a sub-carriage 42, a plurality (twelve) functional liquid droplet ejection heads 51 having nozzle forming surfaces 53 to be described below projecting downward from the sub-carriage 42, and Each functional liquid droplet ejection head 51 is composed of a plurality (12) of head holding members 61 for individually attaching to the sub-carriage 42. As shown in FIG. 7, the twelve functional liquid droplet ejection heads 51 are divided into six parts each and are inclined at a predetermined angle with respect to the substrate W in order to ensure a sufficient application density of the functional liquid. Yes. In addition, each of the six functional liquid droplet ejection heads 51 is disposed so as to be displaced from each other in the sub-scanning direction, and all the ejection nozzles 59 (described later) of the 12 functional liquid droplet ejection heads 51 are sub It is continuous (partially overlaps) in the scanning direction. If the functional liquid droplet ejection head 51 is a dedicated component with respect to the substrate W, the functional liquid droplet ejection head 51 does not need to be tilted and set.
[0071]
The sub-carriage 42 is provided with a pipe joint 43 for connecting each functional liquid droplet ejection head 51 and a liquid supply tank 204 of the liquid supply / recovery means 102 to be described later. The head side piping member from the piping adapter 45 connected to the functional liquid droplet ejection head 51 is connected, and twelve sockets 44 for connecting the apparatus side piping member from the liquid supply tank 204 are provided at the other end. Yes. The sub-carriage 42 has a pair of reference pins 46 that are recognized by the head recognition camera and serve as a reference when the head unit 41 is positioned.
[0072]
FIG. 9A is a perspective view of the functional liquid droplet ejection head, and FIG. 9B is a cross-sectional view around the functional liquid droplet ejection head. As shown in FIG. 9, the functional liquid droplet ejection head 51 is a so-called dual type, and a functional liquid introduction part 53 having two connection needles 54 connected to the pipe adapter 45 on the head substrate 52, and 2 A head main body 50 including a continuous pump unit 56 and a nozzle forming plate 57 having a nozzle forming surface 58 in which two rows of discharge nozzles 59 are formed is provided. In the head main body 55, an in-head flow path filled with a functional liquid is formed, and functional liquid droplets are discharged from the discharge nozzle 59 by the action of the pump unit 56.
[0073]
The main carriage 71 has a rectangular opening for loosely fitting the head unit 41 so as to position and fix the head unit 41. The main carriage 71 is provided with a substrate recognition camera for recognizing the substrate W.
[0074]
The X / Y moving mechanism 81 makes the axis line coincide with the center line along the short side of the stone surface plate 24 and the X axis table 82 fixed with the axis line aligned with the center line along the long side of the stone surface plate 24. And a Y-axis table 91.
[0075]
The X-axis table 82 includes a suction table 83 for sucking and setting the substrate W by air suction, a θ table 84 for supporting the suction table 83, and an X-axis air slider 85 for supporting the θ table 84 slidably in the X-axis direction. , An X-axis linear motor (not shown) for moving the substrate W on the suction table 83 in the X-axis direction via the θ table 84, and an X-axis linear scale 87 provided along with the X-axis air slider 85. . In the main scanning of the functional liquid droplet ejection head 51, the suction table 83 and the θ table 84 that sucked the substrate W are reciprocated in the X-axis direction with the X-axis air slider 85 as a guide by driving the X-axis linear motor. Is done.
[0076]
The Y-axis table 91 is provided alongside the Y-axis slider 93, a bridge plate 92 that suspends the main carriage 71, a pair of Y-axis sliders 93 that both support the bridge plate 92 and slidably support in the Y-axis direction. A Y-axis linear scale 94, a Y-axis ball screw 95 for guiding the pair of Y-axis sliders 93 to move the bridge plate 92 in the Y-axis direction, and a Y-axis motor for rotating the Y-axis ball screw 95 forward and backward (not shown) ). The Y-axis motor is composed of a servo motor. When the Y-axis motor rotates forward and backward, the bridge plate 92 screwed to the Y-axis ball screw 95 guides the pair of Y-axis sliders 93. Move in the Y-axis direction. That is, as the bridge plate 92 moves, the main carriage 71 (head unit 41) reciprocates in the Y-axis direction, and the sub-scanning of the functional liquid droplet ejection head 51 is performed.
[0077]
Next, the maintenance means 101 of the incidental device 12 will be described. The maintenance unit 101 maintains the functional liquid droplet ejection head 51 so that the functional liquid droplet ejection head 51 can appropriately eject the functional liquid, and includes a cleaning unit 111, a wiping unit 181, and a flushing unit 191. ing.
[0078]
FIG. 10 is a perspective view of the cleaning unit, and FIG. 11 is a cross-sectional view of the cleaning unit. FIG. 15 is a diagram schematically showing the functional liquid droplet ejection head 51, the functional liquid supply system 201 connected to the functional liquid droplet ejection head 51, and the cleaning unit 111. The cleaning unit 111 is for sucking the functional liquid droplet ejection head 51. When the functional liquid is filled in the head unit 41 (the functional liquid droplet ejection head 51) (described later), the functional liquid droplet ejection head is used. This is used when 51 is cleaned. 10, 11, and 15, the cleaning unit 111 includes a cap unit 112 having twelve caps 113, a suction pump 141 that performs suction through the caps 113, and each cap 113 and suction. A suction tube unit 171 for connecting the pump 141, a support member 151 for supporting the cap unit 112, and an elevating mechanism 161 for moving the cap unit 112 up and down via the support member 151 are provided.
[0079]
The suction tube unit 171 connects each cap 113 and the suction pump 141 by piping, and includes a suction tube 172 (suction confluence conduit), a plurality (12) of suction branch tubes (suction conduits) 174, A header pipe 173 for connecting the suction tube 172 and the suction branch tube 174 is configured. As shown in FIG. 15, each suction branch tube 174 is provided with a liquid sensor 175, a pressure sensor 176, and a suction valve 177 in order from the cap 113 side.
[0080]
The liquid sensor 175 is for detecting the functional liquid. When the functional liquid passes through the liquid sensor 175 and the liquid sensor 175 detects the functional liquid, a functional liquid detection signal is sent to the control means 104. The pressure sensor 176 detects the pressure in the branch suction tube 174, and is used to control the driving of the suction pump 141 or to detect and notify a pressure abnormality in the apparatus. The suction valve 177 is for closing the branch suction tube 174, is constituted by a solenoid valve, and is electrically controlled by the control means 104.
[0081]
As shown in FIG. 10, the cap unit 112 has 12 caps 113 arranged on the cap base 114 in correspondence with the 12 functional liquid droplet ejection heads 51 mounted on the head unit 41. Each cap 113 can be bonded to the corresponding functional liquid droplet ejection head 51. Each cap 113 is connected to a suction branch tube 174 in which a suction tube 172 connected to the suction pump 141 is branched into 12 via a header pipe 173 (see FIG. 11).
[0082]
As shown in FIG. 12, the cap 113 includes a cap body 121 and a cap holder 127. The cap body 121 is urged upward by two springs 128 and is slightly movable up and down. Is held in. On the upper surface of the cap body 121, a recess 122 including the two groups of ejection nozzles 59 of the functional liquid droplet ejection head 51 is formed, and a seal packing 123 is attached to the peripheral edge of the recess 122. The absorbent material 124 is laid on the bottom of the recess 122 in a state of being pressed by the presser frame 125. When sucking the functional liquid droplet ejection head 51, the seal packing 123 is pressed against the nozzle formation surface 58 of the functional liquid droplet ejection head 51 to seal the nozzle formation surface 58 so as to include two rows of ejection nozzles 59. Stop. A small hole 126 is formed at the bottom of the recess 122, and the small hole 126 communicates with an L-shaped joint to which each suction branch tube 174 for suction is connected.
[0083]
Further, each cap 113 is provided with an atmosphere release valve 131 so that the atmosphere can be released to the bottom surface of the recess 122. The atmosphere release valve 131 is biased upward by a spring 132, and in the final stage of the functional liquid suction operation, the function that the absorbent 124 is impregnated by lowering and opening the atmosphere release valve 131 is opened. The liquid can also be sucked. The atmosphere release valve 131 is opened / closed via a control plate 157 by a pair of air cylinders 156 described later.
[0084]
The suction pump 141 applies a suction force to the functional liquid droplet ejection head 51 via each cap 113 and is constituted by a piston pump. Since the piston pump can suppress damage to the pump tube forming the suction passage in the suction pump 141 as compared with a roller pump, the frequency of tube replacement required for damage or cutting of the pump tube can be reduced. The maintenance work of the suction pump 141 can be greatly reduced.
[0085]
The support member 151 includes a support member main body 152 having a support plate 153 that supports the cap unit 112 at the upper end, and a stand 154 that supports the support member main body 152 slidably in the vertical direction. A pair of air cylinders 156 are fixed to the lower surfaces of both sides in the longitudinal direction of the support plate 153, and an operation plate 157 that is moved up and down by the pair of air cylinders 156 is provided, and each cap 113 is opened to the atmosphere on the operation plate 157. A hook 158 that engages with the operation portion 133 of the valve 131 is attached. The air release valve 131 is opened and closed by a pair of air cylinders 156 via an operation plate 157.
[0086]
The elevating mechanism 161 includes two elevating cylinders composed of air cylinders, that is, a lower elevating cylinder 162 erected on the base portion 155 of the stand 154, and an upper elevating cylinder 163 erected on the support plate 153 that elevates and lowers. The piston rod of the upper lift cylinder 163 is connected to the support plate 153. The strokes of the lift cylinders 162 and 163 are different from each other, and the lift position of the cap unit 112 can be switched between a relatively high first position and a relatively low second position by selecting the lift cylinders 162 and 163. .
[0087]
Normally, the cap unit 112 seals the cap 113 so that the functional liquid droplet ejection head 51 does not come into contact with the cap 113 when the head unit 41 is moved to the cleaning position directly above the cap unit 112. It waits in the descent | fall end position set so that a several millimeter gap may arise between 123 and the nozzle formation surface 58 of the functional droplet discharge head 51. FIG. Then, the seal packing 123 is joined to the nozzle formation surface 58 of the functional liquid droplet ejection head 51 by ascending to the first position, and the seal packing 123 and the nozzle formation surface 58 of the functional liquid droplet ejection head 51 are joined at the second position. A slight gap (for example, about 0.5 mm) is opened between them. In this embodiment, the cap unit 112 is raised to the first position by the lower lift cylinder 162 and raised to the second position by the upper lift cylinder 163, but the cap unit 112 is moved to the first position and the second position. You may comprise so that a raise may be performed with the up-and-down reverse cylinder.
[0088]
Here, the (cleaning) operation of the cleaning unit 111 will be described. When the head unit 41 faces the upper part (cleaning position) of the cleaning unit 111, the cap unit 112 is raised to the first position by the operation of the lower lift cylinder 162 of the lift mechanism 161, and the twelve functions of the head unit 41 are performed. Twelve caps 113 are pressed against the droplet discharge head 51 from below. Each cap 113 pressed against each functional liquid droplet ejection head 51 sinks the cap body 121 somewhat against its own two springs 128, and the seal packing 123 forms the nozzle forming surface of the functional liquid droplet ejection head 51. Evenly bonded to 58.
[0089]
Subsequently, the suction valve 177 provided in each suction branch tube 174 is opened, and the suction pump 141 is driven so that the functional liquid is discharged from all the discharge nozzles 59 of the nuclear functional liquid droplet discharge head 51 through the caps 113. Suction. Then, after opening the air release valve 131 immediately before the completion of suction, the suction valve 177 is closed to end the suction, and the cap unit 112 is lowered to the lower end position. The sucked functional liquid is guided to a reuse tank 232 of the liquid supply / recovery means 102 described later. During suction, whether or not suction failure has occurred in each cap 113 is monitored based on a signal from the pressure sensor 176 also received by the suction branch tube 174.
[0090]
The wiping unit 181 wipes the nozzle forming surface 58 of each functional liquid droplet ejection head 51 after the cleaning operation is completed. The wiping unit 181 is disposed on the common base 36 so as to face the winding unit 182 and the wiping unit 184. It is composed of The wiping unit 181 feeds a wiping sheet (not shown) from the take-up unit 182 to the head unit 41 stopped immediately above the cleaning unit 111 and moves in the X-axis direction, and the wiping roller of the wiping unit 184 The nozzle forming surface 58 is wiped off using (not shown).
[0091]
The flushing unit 191 is for receiving functional liquids sequentially ejected by a plurality (twelve) functional liquid droplet ejection heads 51 (flushing operation thereof) when the head unit 41 faces directly above the flushing unit 191. Although not shown, the slider includes a slider fixed to the θ table 84 of the X-axis table 82, and a flushing box that moves with the θ table 84 via the slider and receives the discharged functional liquid.
[0092]
Next, the liquid supply / recovery means 102 will be described. The liquid supply / recovery unit 102 includes a functional liquid supply system 201 that supplies a functional liquid to each functional liquid droplet ejection head 51 of the head unit 41 and a functional liquid recovery system that recovers the functional liquid sucked by the cleaning unit 111 of the maintenance unit 101. 231, a cleaning liquid supply system 241 that supplies a solvent of the functional material to the wiping unit 181 for cleaning, and a waste liquid recovery system 251 that recovers the waste liquid from the flushing unit 191. As shown in FIGS. 6 and 13, in the larger storage chamber 33 of the machine base body 32, the pressurized tank 203 of the functional liquid supply system 201 and the reuse tank of the functional liquid recovery system 231 are sequentially arranged from the right side in the figure. 232, cleaning tanks 242 of the cleaning liquid supply system 241 are arranged side by side. In the vicinity of the reuse tank 232 and the cleaning tank 242, a waste liquid tank 252 of a waste liquid recovery system 251 formed in a small size is provided.
[0093]
As shown in FIG. 15, the functional liquid supply system 201 stores a large amount (3 L) of functional liquid, a functional liquid sent from the pressurized tank 203, and each functional liquid droplet. A liquid supply tank 204 that supplies functional liquid to the discharge head 51 and a liquid supply tube 205 that forms a liquid supply passage and connects them to each other by piping. The pressurized tank 203 pressure-feeds the functional liquid stored via the liquid supply tube 205 (supply line) to the liquid supply tank 204 by compressed gas (inert gas) introduced from the air supply unit 103.
[0094]
The liquid supply tank 204 is fixed on the tank base 37 as shown in FIGS. 4 to 6 and 14, and has a liquid level window 212 on both sides and a tank body 211 closed in a flange form, A liquid level detector 213 that detects the liquid level (water level) of the functional liquid facing both liquid level windows 212, a pan 220 on which the tank main body 211 is placed, and a tank that supports the tank main body 211 via the pan 220. And a stand 221.
[0095]
The tank stand 221 includes a mounting plate 222 and two columnar members 223 erected on the mounting plate 222, and the height and level of the tank body 211 can be finely adjusted by the two columnar members 223. It is like that. As shown in FIG. 14, a liquid supply tube 205 connected to the pressurized tank 203 is connected to the upper surface of the tank main body 211 (the lid body), and the liquid supply tube 205 for the liquid supply tube 205 extending to the head unit 41 side is connected. Six connectors 208 and one connector 209 for opening to the atmosphere are provided.
[0096]
The liquid level detector 213 includes an upper limit level detector 214 and a lower limit level detector 215 that are disposed slightly apart from each other in the vertical direction. The upper limit level detector 214 and the lower limit level detector 215 are both tank bodies 211. A pair of plate-like arms 216 extending toward both the liquid level windows 212 are provided. One of the pair of plate-like arms 216 has a light emitting element 217 facing one of the liquid level windows 212 and the other one. A light receiving element (not shown) facing one liquid level window 212 is attached. That is, the light-emitting element 217 and the light-receiving element (not shown) constitute a transmissive liquid level sensor.
[0097]
A liquid level adjustment valve 219 is interposed on the upstream side of the liquid supply tube 205 connected to the liquid supply tank 204. The liquid level adjusting valve 219 is controlled to be opened and closed by the upper limit level detector 214 and the lower limit level detector 215, and is adjusted so that the liquid level in the liquid supply tank 204 is always between the upper limit level and the lower limit level. The functional liquid is pumped from the pressure tank 203 to the liquid supply tank 204 at a predetermined pressure. In the liquid supply tank 204, the pressure on the pressure tank 203 side is cut off when the pressure is released to the atmosphere, and is managed by adjusting the liquid level as described above. The functional liquid is supplied to the functional liquid droplet ejection head 51 with a slight water head pressure (for example, 25 mm ± 0.5 mm). As a result, the liquid droplets are accurately ejected by the pumping operation of the functional liquid droplet ejection head 51, that is, the pump driving of the piezoelectric element in the pump unit 56, and liquid dripping from the ejection nozzle 59 of the functional liquid droplet ejection head 51 is prevented. The
[0098]
The six liquid supply tubes 205 from the liquid supply tank 204 are each branched into two via a T-shaped joint 207 to form a total of 12 liquid supply branch tubes 206 (branch supply lines). (See FIG. 15). The twelve liquid supply branch tubes 206 are connected to twelve sockets 44 of the pipe joint 43 provided in the head unit 41 as apparatus side pipe members. Each supply fluid branch tube 206 is provided with a supply valve 210 for closing the branch fluid supply passage. The supply valve 210 is also constituted by a solenoid valve, similar to the suction valve 177 described above, and is controlled by the control means 104.
[0099]
The functional liquid recovery system 231 is for storing the functional liquid sucked by the cleaning unit 111 and is connected to the reuse tank 232 for storing the sucked functional liquid and the suction pump 141, and reuses the sucked functional liquid. A recovery tube 233 that leads to the tank 232 is provided. The cleaning liquid supply system 241 is for supplying the cleaning liquid to the wiping sheet 183 of the wiping unit 181, and has a cleaning liquid tank 242 for storing the cleaning liquid and a cleaning liquid supply tube 243 for supplying the cleaning liquid in the cleaning liquid tank 242. ing. A functional liquid solvent is used as the cleaning liquid. The waste liquid recovery system 251 is for recovering the functional liquid discharged to the flushing unit 191, and is connected to the waste liquid tank 252 for storing the recovered functional liquid and the flushing unit 191, and discharged to the waste liquid tank 252 to the flushing unit. And a waste liquid tube 253 for guiding the functional liquid.
[0100]
The control means 104 controls each means of the discharge device 11 and the auxiliary device 12 while correlating them with each other. For example, when the functional liquid is initially charged when a new head unit 41 is introduced into the ejection device 11, characteristic control is performed when the functional liquid is filled in the head unit 41 so as not to waste the functional liquid. ing.
[0101]
In the functional liquid discharge apparatus 1 as in the present embodiment, since the functional liquid is supplied to the flow path in the head of the functional liquid droplet discharge head 51 only by a slight water head pressure from the liquid supply tank 204, it is newly introduced. In order to fill the head unit 41 with the functional liquid, suction by the suction pump 141 is necessary. Therefore, at the time of functional liquid filling, the head unit 41 is moved to the cleaning position, the cap unit 112 of the cleaning unit 111 is raised to the first position, and each cap 113 is attached to the nozzle forming surface 58 of each functional liquid droplet ejection head 51. The functional liquid in the liquid supply tank 204 is filled in the in-head flow path of each functional liquid droplet ejection head 51 by the suction force from the suction pump 141 that is bonded and acted through each cap 113. However, if the suction is performed on all the functional liquid droplet ejection heads 51 until the functional liquid is filled in the flow paths in the heads of all the functional liquid droplet ejection heads 51, the flow path resistance in the 12 suction branch tubes 174 is obtained. Therefore, the time required for filling the functional liquid is different for each functional liquid droplet ejection head 51 because the suction force applied to each differs, and the functional liquid is discharged from the functional liquid droplet ejection head 51 that has already been filled with the functional liquid. Consumed in large quantities.
[0102]
Therefore, in this embodiment, when the functional liquid is filled, the control means 104 is based on the liquid sensor 175 provided downstream of the cap 113, and the control means 104 particularly the suction pump 141, the suction valve 177, and the supply valve 210 of the maintenance means 101. The air cylinder 156 is controlled to suppress the consumption of the functional liquid during filling as much as possible, and the functional liquid is appropriately filled.
[0103]
With reference to FIG. 15, a series of control methods for filling the functional liquid in the head unit 41 will be specifically described. In the suction process, the functional liquid sucked from the liquid supply tank 204 by the suction pump 141 is first filled in the flow path in the head of each functional liquid droplet ejection head 51, and the flow path in the head is filled with the functional liquid. Then, the functional liquid is guided to the reuse tank 232 through the cap 113 and the liquid sensor 175. When the liquid sensor 175 detects the functional liquid and a functional liquid detection signal is sent to the control means 104, the control means 104 pulls the suction branch tube 174 connected to the cap 113 corresponding to the liquid sensor 175 that has detected the functional liquid. In order to close the suction, the suction valve 177 provided in the suction branch tube 174 is closed (suction line closing step). As a result, suction is not performed on the functional liquid droplet ejection head 51 filled with the functional liquid, the functional liquid is sucked from the functional liquid droplet ejection head 51 filled with the functional liquid, and the functional liquid is consumed wastefully. There is nothing to do.
[0104]
The control unit 104 detects the functional liquid detection signal of the liquid sensor 175 and immediately connects the functional liquid droplet ejection head 51 filled with the corresponding functional liquid when the suction valve 177 is closed. In order to close the liquid supply branch tube 206, the supply valve 210 provided in the liquid supply branch tube 206 connected to the functional liquid droplet ejection head 51 is also closed (supply pipe closing step). Thus, by closing the supply valve 210 provided upstream of the functional liquid droplet ejection head 51 filled with the functional liquid, the supply connected to the functional liquid droplet ejection head 51 filled with the functional liquid is performed. The functional liquid is prevented from being sucked into the functional liquid droplet ejection head 51 that has been sucked through the liquid branch tube 206 from the flow path in the head of the functional liquid droplet ejection head 51 filled with the functional liquid. is doing.
[0105]
Furthermore, the control means 104 controls the suction pump 141 in accordance with the number of closed suction tubes 174, that is, the number of suction valves 177 that are closed, to reduce the suction flow rate of the functional liquid (suction flow control). Process). When all twelve suction branch tubes 174 are closed, the drive of the suction pump 141 is immediately stopped (stop process). As a result, the suction branch tube 174 is blocked to prevent the negative pressure in the suction passage from increasing, and the functional liquid can be filled into the functional liquid droplet ejection heads 51 under substantially the same pressure conditions. The suction pump 141 is not overloaded.
[0106]
After the suction pump 141 is stopped, all the suction valves 177 are opened to release the blockage of the suction branch tube 174 and the air cylinder 156 is driven to open the air release valves 131 of all caps. To do. Then, the suction pump 141 is driven again to suck the functional liquid impregnated in the absorbent material 124 of each cap 113 (cap maintenance process), so that the functional liquid does not remain in the absorbent material 124 of the cap 113.
[0107]
In this way, the control unit 104 controls each unit in association with each other to appropriately control the entire functional liquid droplet ejection apparatus 1.
[0108]
In addition to the organic EL device manufacturing apparatus described in this embodiment, the functional liquid droplet discharging apparatus 1 described above is a functional liquid manufactured by a liquid droplet discharging method such as a color filter of a liquid crystal display device. The same applies to a droplet discharge device.
[0109]
For example, in a color filter manufacturing method in liquid crystal display, R, G, and B color filter materials are introduced into a plurality of functional liquid droplet ejection heads 51, and the plurality of functional liquid droplet ejection heads 51 are main-scanned and sub-scanned. A filter material is selectively discharged to form a large number of filter elements on the substrate. In addition, an overcoat film covering a large number of filter elements may be formed by the same method as described above.
[0110]
Further, in the same manner, the functional liquid droplet ejection apparatus 1 of the present embodiment can be applied to an electron emission device manufacturing method, a PDP device manufacturing method, an electrophoretic display device manufacturing method, and the like.
[0111]
In the method of manufacturing an electron emission device, fluorescent materials of R, G, and B colors are introduced into a plurality of functional liquid droplet ejection heads 51, and a plurality of functional liquid droplet ejection heads 51 are main-scanned and sub-scanned to select a fluorescent material. A large number of phosphors are formed on the electrodes.
[0112]
In the method of manufacturing a PDP apparatus, fluorescent materials of R, G, and B colors are introduced into a plurality of functional liquid droplet ejection heads 51, and the plurality of functional liquid droplet ejection heads 51 are main-scanned and sub-scanned to selectively select the fluorescent material. The phosphors are respectively formed in a large number of recesses on the back substrate.
[0113]
In the method for manufacturing an electrophoretic display device, each color of the electrophoretic material is introduced into the plurality of functional liquid droplet ejection heads 51, and the plurality of functional liquid droplet ejection heads 51 are main-scanned and sub-scanned to selectively select the electrophoretic material. By discharging, phosphors are formed in a large number of recesses on the electrodes. In addition, it is preferable that the migrating body composed of the charged particles and the dye is enclosed in a microcapsule.
[0114]
On the other hand, the functional liquid droplet ejection apparatus 1 of the present embodiment can also be applied to a spacer forming method, a metal wiring forming method, a lens forming method, a lens manufacturing method, a resist forming method, a light diffuser forming method, and the like.
[0115]
In the spacer forming method, a large number of particulate spacers are formed to form a minute cell gap between two substrates, and a functional liquid prepared by dispersing the particulate material constituting the spacer in the liquid is prepared. The plurality of functional liquid droplet ejection heads 51 are introduced, the plurality of functional liquid droplet ejection heads 51 are main-scanned and sub-scanned, and the functional liquid is selectively ejected to form a spacer on at least one substrate. For example, it is useful when a cell gap is formed between two substrates in the above liquid crystal display device or electrophoretic display device, and can be applied to other semiconductor manufacturing techniques that require this kind of fine cap. .
[0116]
In the metal wiring forming method, a liquid metal material in which metal fine particles are dispersed is introduced into a plurality of functional liquid droplet ejection heads 51, and the plurality of functional liquid droplet ejection heads 51 are main-scanned and sub-scanned to selectively select the liquid metal material. To form a metal wiring on the substrate. For example, the present invention can be applied to a metal wiring that connects a driver and each electrode in the liquid crystal display device, and a metal wiring that connects a TFT or the like and each electrode in the organic EL device. In addition to this type of flat display, it goes without saying that it can be applied to general semiconductor manufacturing techniques.
[0117]
In the lens forming method, a lens material is introduced into a plurality of functional liquid droplet ejection heads 51, the plurality of functional liquid droplet ejection heads 51 are main-scanned and sub-scanned, and the lens material is selectively ejected onto a transparent substrate. A large number of microlenses are formed. For example, the present invention is applicable when manufacturing a beam focusing device in the FED apparatus. Moreover, it is applicable also to the manufacturing technology of various optical devices.
[0118]
In the lens manufacturing method, a translucent coating material is introduced into the plurality of functional droplet ejection heads 51, the plurality of functional droplet ejection heads 51 are subjected to main scanning and sub scanning, and the coating material is selectively ejected. A coating film is formed on the surface of the lens.
[0119]
In the resist formation method, a resist material is introduced into a plurality of functional liquid droplet ejection heads 51, the plurality of functional liquid droplet ejection heads 51 are subjected to main scanning and sub scanning, and the resist material is selectively ejected to be arbitrarily formed on the substrate. A shaped photoresist is formed. For example, in addition to the formation of banks in the various display devices described above, the present invention can be widely applied to the application of a photoresist in a photolithography method that forms the main body of semiconductor manufacturing technology.
[0120]
In the light diffuser forming method, a light diffusing material is introduced into the plurality of functional liquid droplet ejection heads 51, the plurality of functional liquid droplet ejection heads 51 are subjected to main scanning and sub scanning, and the light diffusing material is selectively ejected. A number of light diffusers are formed on the substrate. It goes without saying that this case is also applicable to various optical devices.
[0121]
Devices manufactured using the manufacturing method described above can be applied to various electronic devices. The devices referred to here include organic EL devices, color filters, liquid crystal display devices, electrophoretic display devices, and the like. FIG. 16 is a diagram illustrating a mobile phone, a portable information processing device, and a wristwatch-type electronic device as examples of the electronic device including a device manufactured using the manufacturing method described above. As shown in the figure, a mobile phone 600, a portable information processing device 700, and a wristwatch-type electronic device 800 (hereinafter collectively referred to as an electronic device) display characters and various information such as input characters. Part (601, 701, 801). The display unit includes a display panel configured by a device manufactured using a manufacturing method to which the present invention is applied, that is, an organic EL device or the like. Therefore, since the display panel used for an electronic device is manufactured using the manufacturing method to which this invention is applied, an electronic device can be manufactured efficiently.
[0122]
【The invention's effect】
As explained above, the present invention Inkjet head According to the functional liquid filling method and the functional liquid droplet ejection apparatus, Inkjet head Can be appropriately filled with the functional liquid, and a plurality of caps are connected using a cap connected to the suction means from the plurality of suction pipes through the suction confluence pipe. Inkjet head When filling the functional liquid into Inkjet head Even if the time required for filling the functional fluid is different every time, the functional fluid was filled. Inkjet head Since no suction is performed, the consumption of the functional liquid can be suppressed as much as possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an organic EL device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a substrate on which a bank portion is formed through a bank portion forming step in the method for manufacturing an organic EL device.
FIG. 3 is a schematic view of a light emitting layer forming facility in the method for manufacturing an organic EL device according to the embodiment.
FIG. 4 is an external perspective view of a functional liquid droplet ejection device according to the present embodiment.
FIG. 5 is a front view of the functional liquid droplet ejection apparatus according to the present embodiment.
FIG. 6 is a right side view of the functional liquid droplet ejection apparatus according to the present embodiment.
FIG. 7 is a plan view of the head unit.
FIG. 8 is a front view of the head unit.
9A is an external perspective view of a functional liquid droplet ejection head, and FIG. 9B is a cross-sectional view when the functional liquid droplet ejection head is attached to a pipe adapter.
FIG. 10 is an external perspective view of a maintenance unit.
FIG. 11 is a front view of the maintenance unit.
FIG. 12 is a sectional view around the cap.
FIG. 13 is an external perspective view showing each tank of the liquid supply and recovery means.
FIG. 14 is an external perspective view around a liquid supply tank.
FIG. 15 is a schematic diagram of a functional liquid droplet ejection head, a functional liquid supply system connected to the functional liquid droplet ejection head, and a cleaning unit.
FIG. 16 is a diagram illustrating an electronic apparatus including a device manufactured using the manufacturing method of the present invention, and FIG. 16A is an external view of a mobile phone including the device manufactured using the manufacturing method of the present invention. A perspective view, (b) is an external perspective view of a portable information processing apparatus including a device manufactured using the manufacturing method of the present invention, and (c) includes a device manufactured using the manufacturing method of the present invention. It is the external appearance perspective view of the wristwatch type electronic device.
[Explanation of symbols]
1 Function droplet discharge device 11 Discharge device
41 Head unit 51 Function droplet discharge head
104 Control means 111 Cleaning unit
112 Cap unit 113 Cap
141 Suction pump 131 Air release valve
156 Air cylinder 172 Suction tube
174 Suction branch tube 175 Liquid sensor
177 Valve for suction 203 Pressurized tank
204 Liquid supply tank 205 Liquid supply tube
206 Liquid supply branch tube 210 Liquid supply valve
W substrate (work)

Claims

The plurality of ink jet head connected to a functional fluid supply means by a supply pipe, respectively are bonded a plurality of caps connected to the suction means through the suction junction pipe path from a plurality of suction conduit, each inkjet a functional liquid filling method of the inkjet head to fill the functional liquid into the flow path each head of the head,
A suction step of sucking the functional liquid from the functional liquid supply means by causing the suction means to perform a suction operation and sucking the ink jet heads through the plurality of caps;
A suction conduit closing step for closing the suction conduit connected to the cap in the order of the cap that the functional liquid has reached via the inkjet head by the suction step;
A functional liquid filling method for an ink jet head , comprising:

Each inkjet head is connected to each branch supply line of the supply line,
Immediately after closing the suction line connected to the cap to which the functional liquid has reached in the suction line closing step, the branch supply line connected to the inkjet head to which the cap is joined is closed. The functional liquid filling method for an ink jet head according to claim 1, further comprising a supply pipe closing step.

The function of the inkjet head according to claim 1, further comprising a suction flow rate control step of reducing a suction flow rate of the functional liquid by the suction unit according to the number of closed suction lines. Liquid filling method.

4. A stopping step of stopping the suction operation by the suction means immediately after all the suction pipes corresponding to all the caps are closed through the suction pipe closing step. The functional liquid filling method of the inkjet head in any one of.

5. The inkjet according to claim 4, further comprising a cap maintenance step of opening all the suction pipes, opening all the caps to the atmosphere, and re-driving the suction unit after the stopping step. Functional liquid filling method for the head .

The plurality of inkjet heads connected to the functional liquid supply means by the supply pipes are joined to the plurality of caps connected to the suction means from the plurality of suction pipes through the suction merging pipes, respectively. A functional liquid droplet ejection device that fills the flow path in each head of each inkjet head with the functional liquid by sucking the functional liquid of the means;
Detecting means for detecting for each cap that the functional liquid has reached the cap;
Suction line closing means for closing each of the plurality of suction lines;
Control means for controlling the suction means, the detection means and the suction pipe closing means,
The control means closes the suction conduit connected to the cap in the order of the cap that the functional liquid has reached based on detection by the detection means.

Each inkjet head further includes a supply line closing means connected to each branch supply line of the supply line and closing each branch supply line,
The control means controls the supply pipe closing means and immediately after the suction pipe is closed, the branch connected to the inkjet head joined to the cap connected to the suction pipe The functional liquid droplet ejection apparatus according to claim 6, wherein the supply pipeline is closed.

The functional liquid droplet ejection apparatus according to claim 6, wherein the control unit reduces a suction flow rate of the functional liquid by the suction unit according to the number of closed suction lines.

The functional liquid droplet ejection apparatus according to claim 6, wherein the suction unit is configured by a piston pump.